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調(diào)節(jié)電催化劑的選擇性用于合成特定產(chǎn)物對于電化學(xué)還原CO₂非常重要，目前一個非常重要的方法是調(diào)節(jié)催化劑活性相的電子結(jié)構(gòu)。

有鑒于此，烏得勒支大學(xué)Peter Ngene、Petra E. de Jongh等報道水熱合成CuO-ZnO電催化劑，并且研究調(diào)節(jié)電子結(jié)構(gòu)對催化的影響。

本文要點

(1)

合成過程生成空間分離的ZnO納米棒和CuO納米粒子，但是在反應(yīng)條件下能夠產(chǎn)生強(qiáng)烈的結(jié)構(gòu)重構(gòu)以及原子混合。這種效應(yīng)導(dǎo)致的相互作用對催化反應(yīng)產(chǎn)生顯著影響，雙金屬氧化物電極的催化活性比單一金屬氧化物（ZnO或CuO）的制備CO的性能更好。

(2)

作者驚奇達(dá)到發(fā)現(xiàn)，ZnO能夠阻礙在Cu表面生成乙烯，而且Cu能夠改善ZnO生成CO的催化活性。原位XAS光譜表征的結(jié)果說明Cu能夠增強(qiáng)ZnO的還原性，陽離子Cu與部分還原的ZnO具有比較緊密的接觸，從而穩(wěn)定催化劑。因此催化劑能夠阻礙生成乙烯，并且促進(jìn)生成H₂和CO。這項研究說明不同氧化還原性質(zhì)的金屬氧化物之間混合能夠改變電催化劑的電子結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)電催化還原CO₂的性能。

參考文獻(xiàn)

Matt L. J. Peerlings, Kai Han, Alessandro Longo, Kristiaan H. Helfferich, Mahnaz Ghiasi, Petra E. de Jongh*, and Peter Ngene*, Synthesis and Catalytic Performance of Bimetallic Oxide-Derived CuO–ZnO Electrocatalysts for CO₂ Reduction, ACS Catal. 2024, 14, 10701–10711

DOI: 10.1021/acscatal.4c01575

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.4c01575