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基于銅氧化物的催化劑有望用于CO₂電還原（CO₂RR）成CH₄，但遭受不可避免的還原（成金屬銅）和不可控制的結構崩潰。

中國科學院青能所Heqing Jiang和Jiawei Zhu等報道了基于銅的巖鹽有序雙鈣鈦礦氧化物，具有超交換穩定的長距離銅位點，用于有效和穩定的CO₂到CH₄的轉化。

本文要點：

（1）

對于Sr₂CuWO₆的概念驗證催化劑，其角連接的CuO₆和WO₆八面體基序在所有三個晶體學維度上交替，產生足夠長的Cu-Cu距離（至少5.4 ?）并引入顯著的超交換相互作用，主要表現為O-陰離子介導的電子轉移（從Cu到W位點）。在CO₂RR中，相對于CuO/WO₃的物理混合物對應物，Sr₂CuWO₆在CH₄的活性和選擇性方面表現出顯著的改善（高達14.1倍），同時穩定性也大大提高。此外，Sr₂CuWO₆是最有效的CO₂甲烷化銅基鈣鈦礦催化劑，在400mA cm^-2下CH₄的選擇性高達73.1%。

（2）

作者的實驗和理論計算強調了促進*CO氫化的長Cu-Cu距離和穩定Cu位點的超交換相互作用是優異性能的原因。

參考文獻:

Zhu, J., Zhang, Y., Chen, Z. et al. Superexchange-stabilized long-distance Cu sites in rock-salt-ordered double perovskite oxides for CO2 electromethanation. Nat Commun 15, 1565 (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-45747-5

https://doi.org/10.1038/s41467-024-45747-5