兩電子CO2還原反應是利用工業CO2進行還原的重要途徑,但是通常兩電子CO2還原反應面臨著競爭HER反應(HER反應的過電勢與CO2還原的過電勢非常接近)。因此開發提高2e- CO2RR反應選擇性同時阻礙HER反應的催化劑受到關注。
有鑒于此,南京林業大學荊宇教授等報道基于γ-石墨炔材料具有非常低的面內楊氏模量,提出調節拉伸-壓縮應力的策略改善CO2RR的選擇性,阻礙HER反應。
本文要點
(1)
通過恒定電位的理論計算和約束的從頭算分子動力學模擬,發現石墨炔擔載單原子催化劑具有優異的穩定性和CO2RR催化活性。
(2)
研究結果顯示,,Co單原子修飾石墨炔催化劑上的*COOH比*H的零電荷的電勢變化對拉伸應變更加敏感,因此在工作電勢下*COOH的吸附能比*H的吸附能變化更加緩慢,因此能夠增強CO2RR生成CO的選擇性。
參考文獻
Tianyang Liu, Tianze Xu, Tianchun Li, and Yu Jing*, Selective CO2 Reduction over γ-Graphyne Supported Single-Atom Catalysts: Crucial Role of Strain Regulation, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c08677
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c08677