温馨提示:本推文包含27篇文献,预计阅读时间约27min,大家挑感兴趣的关注。p.s.文末会附有过去三周周报链接。1. Nat. Chem.:使用有机溶剂轻松合成单位点贵金属催化剂单位点催化剂在许多催化反应中表现出高活性和选择性。通过强氧化性水溶液浸渍或pH控制的沉积来合成这些材料,通常会导致金属负载量较低等问题。在这里,作者证明了将金属前驱体从低沸点、低极性溶剂(例如丙酮)简单地浸渍到活性炭上时,会在催化剂上产生原子级分散的金属物种。通过以简便的方式在碳上负载单位点Au、Pd、Ru和Pt催化剂,表明了该方法的通用性。单中心Au/C催化剂先前已在商业上得到验证,可以生产氯乙烯。在这里,作者证明了这种简便方法合成的催化剂同样可以有效的催化乙炔制氯乙烯。https://www.nature.com/articles/s41557-020-0446-z2. Angew. Chem. Int. Ed.:一种具有相交中孔和超大孔的新型IDM-1沸石IDM-1是一种新型的二氧化硅沸石,具有交替排列的pentasil层和interrupted层构成的有序且轮廓分明的框架,从而形成了直的中孔和波状超大孔的交错系统。通过旋转电子衍射和同步加速器粉末X射线衍射确定了这种独特的结构。尽管同时存在Si(OSi)3(OH)和Si(OSi)2(OH)2位点,但这种新型沸石仍具有很高的热稳定性,能够承受1000 ℃高温。缺陷的位置导致疏水性SiO2和亲水性SiO(2-x)(OH)2x区域在晶体内交替出现。相交的中孔和特大孔以及具有不同化学特性的交替区域的这种特殊组合可以为这种沸石提供独特的催化性能。https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.2020017403. Angew. Chem. Int. Ed.:单原子掺杂二氧化钛中晶格氧电荷转移的调节用以析氢单原子催化剂已经引起了广泛的关注。为了提高催化性能,开发新的电子结构调节手段是必要的,但仍然具有挑战性。在本文中,作者报道了调节单原子掺杂二氧化钛中晶格氧的电荷转移可实现析氢反应(HER)活性的可控调节。第一性原理计算表明,可通过取代其最接近的金属原子来促进HER的晶格氧活性,而掺杂诱导的电荷转移起着至关重要的作用。此外,通过氧空位可以将活性位点的电荷转移扩大到第二近的原子,从而进一步优化了HER。作者通过一种简单的方法制造了各种单原子掺杂的二氧化钛纳米片,以验证所提出的模型。证明利用局部电荷转移到晶格原子以实现对其电子结构的精确调节是可行的。https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.2020045104. Angew. Chem. Int. Ed.:过渡金属氮化物作为新型催化剂,可用于调节电化学还原CO2产可调CO/H2比合成气通过将Pd催化剂负载在过渡金属氮化物(TMN)上,研究了电化学还原二氧化碳反应(CO2RR)以生产具有可调CO/H2比合成气的方法。结合实验测量结果和密度泛函理论(DFT)计算,发现与Pd改性氮化钒(Pd/VN)和商用Pd/C催化剂相比,Pd改性氮化铌(Pd/NbN),可产生更高的CO和H2分电流密度以及更高的CO法拉第效率。原位X射线衍射确定在CO2RR条件下Pd/NbN和Pd/C中PdH的形成,而Pd/VN中的Pd并未完全转化为活性PdH相。DFT计算表明,PdH/NbN上稳定的*HOCO和弱化的*CO中间体对于实现更高的CO2RR活性至关重要。这项工作表明,NbN作为基底修饰Pd,可增强CO2到合成气的电化学转化,并有可能减少贵金属的负载量。https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.2020036255. J. Am. Chem. Soc.:通过一步合成制备具有更强表面活性的MWW沸石纳米片二维(2D)沸石因其出色的性能而受到广受关注。先前对2D沸石催化剂的研究表明,传质增强提高了催化剂的寿命和选择性。此外,2D材料的外表面积显著提高,从而使体积太大而无法进入内部孔的分子发生反应。由于很难将一个方向的生长限制在仅几个晶胞的范围内,因此制备2D材料的策略相对较少。为此,通常需要使用通过多步合成制备复杂的、商业上不可用的有机结构导向剂(OSDA)。但是,一小部分沸石结构作为天然层状材料存在,在其中可以使用合成后剥离样品并制备超薄2D纳米片。在这项研究中,作者选择了一种通用的层状沸石MWW框架,以探索在没有复杂有机模板的情况下通过一锅法制备2D纳米片的方法。使用高分辨率显微镜和光谱学的结合,表明可以使用表面活性剂鲸蜡基三甲基铵(CTA)生成平均厚度为3.5 nm的2D MMW层(约1.5个晶胞),该表面活性剂可作为OSDA和剥落剂来影响Al的定位,并减少了合成后剥落的需要。作者使用模型反应对这些2D催化剂进行了测试来应评估外部(表面)的布朗斯特酸性位点。与3维MWW(MCM-22)和由合成后剥落(ITQ-2)制备的2D层相比,反应转化率显著增加。总的来说,此发现确定了直接合成二维MWW型材料的简便有效途径,这可能更广泛地适用于其他层状沸石。https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b135966. Angew. Chem. Int. Ed.: 二维涡轮层状碳纳米网中N掺杂碳缺陷的优化配置用于氧还原电催化原子掺杂或缺陷工程驱动的电荷再分配是赋予惰性碳显著氧还原反应(ORR)活性的有效方法。这两种方法的协同效应有望更有效地控制碳材料的电荷分布以获得优异的ORR性能。本文报道了一种新的分子设计方法,以获得具有丰富N掺杂碳缺陷(NDC)的二维多孔涡轮层状碳纳米网。芳香环作为碳源,尿素作为氮源,以及牺牲模板在分子水平上与聚脲(PU)前驱体结合,有望形成丰富的碳边源缺陷和N掺杂位点。结果表明,掺杂石墨N的碳边缘缺陷的一个特殊的活性中心是NDC材料优异的ORR性能的原因。https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.2020009367. Angew. Chem. Int. Ed.: Ir1/FeOx单原子催化剂中的双金属活性中心:水煤气变换反应的氧化还原机理在原子水平上对催化机理的基本认识,是合理设计高性能催化剂的基础。本文报道了Ir1/FeOx单原子催化剂用于水煤气变换(WGS)反应的理论和实验研究。结果表明,水容易在Ir1单原子上分解成OH*,在与Fe键合的O原子附近分解成H*。Ir1上吸附的CO与邻近的O原子反应生成CO2,产生氧空位(Ovac)。然后,由于H从吸附的OH*迁移到Ir1,随后与另一个H*反应生成H2。Ir1和邻近的Fe的协同作用在显示了一种活性位点上有氧空位参与的新电子转移途径,即从Fe3+‐O∙∙∙Ir2+‐Ovac 到 Fe2+‐Ovac∙∙∙Ir3+‐O。通过协同双金属活性位(DMAS)进行WGS反应的氧化还原机理不同于传统的甲酸盐或羧基中间体的缔合机理。用Ir1/FeOx有序生产CO2和H2的实验结果验证了提出的新反应机理。
https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.2019148678. Angew. Chem. Int. Ed.: 二硝基铁络合物[K‐18‐冠‐6‐醚][(NO)2Fe(MePyrCO2)]:用于捕获和还原二氧化碳的中间体利用二氧化碳作为C1原料再生有价值的化学品和燃料一直处于大力研发阶段。分子(电/光)催化剂的机理研究表明,CO2活化的初始步骤包括亲核插入或直接还原CO2。在本研究中,配合物[(NO)2Fe(μ-Me-Pyr)2Fe(NO)2]2–(2,Me-Pyr=3-甲基吡唑盐)对CO2的亲核活化导致CO2捕获配合物[(NO)2fe(Me-PyrCO2)]–(2- CO2,Me- PyrCO2=3-甲基吡唑-1-羧酸盐)的形成。单晶结构、光谱、反应性和计算研究揭示了2-CO 2是一种独特的由Ca2+促进的CO2还原转化的中间体。此外,2与CO 2、Ca(OTf)2和KC 8的顺序反应建立了一个合成循环,即2→2- CO 2→2(NO)2Fe(μ-Me-Pyr)2Fe(NO)2(1)→2,用于CO 2选择性转化为草酸。据推测,对前该新型中间产物2- CO 2的表征可能为系统评估替代路易斯酸对CO2还原的影响提供一种策略。https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.2020029779. Angew. Chem. Int. Ed.: 吸附位点调控指导Ni-Ga催化剂的原子设计用于乙炔半加氢金属催化剂的原子调控已成为提高产品选择性的一个极具挑战性和吸引力的方法。在此,本文报道了一种密度泛函理论(DFT)指导下的原子设计策略,用于制备NiGa金属间化合物催化剂,该催化剂具有完全隔离的Ni位,相对于具有整体Ni位点的Ni5Ga3金属间化合物和Ni催化剂,能实现优越的乙炔半氢化反应。完全分离的Ni位不仅表现出优先的乙炔π吸附,而且增强了乙烯的解吸附。像差校正的高分辨率扫描电镜和X射线吸收光谱测量证实了不同Ni位进一步的可控合成。实验结果表明,NiGa金属间化合物催化剂明显提高对乙烯的选择性,并抑制了结焦。https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.20200496610. Angew. Chem. Int. Ed.: 水中烯烃的环异构化反应当生物分子存在时,在稀释、缓冲、水相条件下有效发生的制备反应可应用于连接、肽合成、多核苷酸合成和序列测定。然而,识别能相互反应但与生物聚合物和水不反应的官能团或试剂极具挑战性。本研究表明钴催化剂将在稀释、水相、缓冲条件下与烯烃反应,并促进有效的环异构化和Friedel-Crafts反应。生物正交化学的约束条件对反应效率有利,因为在较低的催化剂浓度下获得了较高的转化率,并在稀释条件下保持了适宜的速率。在存在缓冲液和核碱基的情况下高稀释度时的效率表明,这些条件可能会得到广泛应用。https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.20200394811. Nat. Catal.:非均相催化Suzuki-Miyaura反应的实时荧光成像钯催化的Suzuki-Miyaura反应是C-C交叉偶联反应中最重要的方法之一,但对该反应的非均相形式仍知之甚少。更具体地说,反应是发生在催化剂表面(非均相过程)还是通过溶液中钯物种的浸出(均相)促进反应,这个问题仍在讨论中。在这里,作者使用实时高空间分辨率显微镜来监测钯催化的偶联反应,该反应产生高荧光体染料。作者展示了催化剂在反应过程中的迁移,这归因于溶解/再沉积机制,即迁移的钯物种在附着到催化剂载体后成为真正的活性位点。所观察到的过程是非均相的,但是活性催化剂(原子或小团簇)有重要的迁移,正如观察到的催化位点迁移所揭示的那样。本报告显示了单分子研究揭示非均相催化反应的基本机制的优势,这些反应很难用经典的体系实验来探索。https://www.nature.com/articles/s41929-020-0442-012. Angew. Chem. Int. Ed.:纳米Fe(III)-OH-Pt界面上硝基芳烃的化学选择性加氢硝基芳烃的催化加氢被认为是一种生产工业上重要的苯胺中间体的环境友好策略。在这里,作者报道具有Fe(OH) x沉积的Pt纳米晶体Fe(OH) x/ Pt使硝基选择性地氢化成氨基,而不会氢化芳香环上的其他官能团。这种独特的催化行为与Fe(III)-OH-Pt界面有关。当H2活化发生在暴露的Pt原子上以确保高活性时,反应获得高选择性的取代苯胺是因为Fe(III)-OH-Pt界面。原位红外、XPS和同位素效应研究表明,Fe3+ / Fe2+氧化还原对在加氢催化过程中促进了‐NO2基团的加氢脱氧。得益于丰富的Fe(III)-OH-Pt界面,Fe(OH) x/ Pt催化剂对各种取代的硝基芳烃都有高催化表现。https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.20200365113. Angew. Chem. Int. Ed.:锆从末端和内部烯烃催化原子经济合成1,1-二硼烷烃本文首次报道了在无H2受体的条件下,由烯烃与硼烷合成1,1-二硼烷烃的一般、原子经济(atom‐economical)的方法。成功的关键是使用地球富含的锆基催化剂,该催化剂可在彼此矛盾的反应(脱氢硼酸化和硼氢化)中实现平衡。作者的方法避免了使用过量的另一种烯烃作为H2受体,这在本文报道的体系中是必需的。此外,以前不起作用的简单长链脂肪族烯烃等底物在该体系中也起作用。值得注意的是,本文还实现了前所未有的内烯烃1,1-二硼化制备1,1-二硼烷烃的反应。https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.20200264214. Angew. Chem. Int. Ed.:可见光下烯与磺酰氯的氢磺酰化反应磺酰氯是廉价的反应物,已广泛探索用于官能化,但从未考虑用于烯烃的自由基氢磺酰化。本文报道了三(三甲硅基)硅烷是一种理想的氢原子供体,它能实现缺电子烯烃与磺酰氯的高效光催化氢磺酰化反应。为了提高这种转化的普遍性,作者成功地对含烷基取代基的烯烃进行了极性反转催化。这种后期功能化方法具有非常广泛的官能团耐受性,操作简单,可扩展,并对药物化学和药物发现具有非常重要的作用。https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.20200407015. Angew. Chem. Int. Ed.:光催化活化C-H键发生高取代烯丙醇的异构化反应本文首次通过C-H键活化实现了光催化γ-羰基取代烯丙醇异构化制备相应的羰基化合物。该催化氧化还原中性法为合成1,4-二羰基化合物提供了一条途径。值得注意的是,含有四取代烯烃的烯丙醇也可以转化为相应的羰基化合物。密度泛函理论计算表明,烯丙醇γ位的羰基有利于其相应的烯丙醇自由基的形成,该自由基具有较高的垂直电子亲和力,这有助于光催化循环的完成。https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.20200074316. Angew. Chem. Int. Ed.:光促进镍催化:镍(II)-芳基络合物催化芳基亲电试剂与醇的醚化反应本文报道了一种高效的(杂)芳基亲电试剂与伯醇和仲醇的C-O偶联反应。在没有任何其他光敏剂的情况下,在可溶性胺碱的作用下,并在长波紫外线(390-395 nm)辐射下,由Ni(II)-芳基络合物催化该反应,该催化剂可以使芳基溴化物、芳基氯以及磺酸盐与多种一级和二级脂肪醇发生醚化从而制备重要的醚类化合物。分子内的C-O耦合也是可能的。催化似乎是通过Ni(I)-Ni(III)循环进行的。https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.20200335917. J. Am. Chem. Soc.:通过光催化α-氨基C-H芳基化和差向异构化实现哌啶的高非对映选择性功能化本文报道了高取代哌啶衍生物与缺电子氰基(杂)芳烃的光催化α-氨基C-H芳基化反应。作者探讨了该反应的范围和局限性,发现多种取代模式的哌啶具有较高的非对映选择性和较高的产率。为了探讨整个转化过程的机理,作者采用了光学和荧光光谱的方法。通过快速猝灭瞬态吸收光谱,作者观察到与超出初始激发态Ir(ppy)3氧化的自由基形成相关的电子转移过程。在快速且非选择性的C–H芳基化反应之后,会发生较慢的差向异构,从而获得了大多数产物中观察到的高非对映异构体比例。将几个立体异构纯产物重新置于反应条件下,每个都收敛到实验观察到的非对映体比例。观察到的非对映体分布对应于基于密度泛函理论(DFT)计算出的异构体相对能量的热力学比值。https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b1316518. Nat. Commun.:探究Fe催化未活化醛和二烯发生hetero-Diels-Alder反应中的异常KIE和动力学效应Hetero-Diels-Alder(HDA)反应是许多天然产物的重要合成方法。作者开发了一种铁(III)催化剂,用于高选择性地催化未活化醛和二烯的富有挑战性的HDA反应。在这里,作者通过广泛的密度泛函理论(DFT)计算和分子动力学模拟,揭示了铁(包括其坐标模式和/或自旋状态)对该反应动力学的影响:显著增强了动态逐步过程,拓宽了入口通道并缩小了从协调的异步过渡状态退出的通道。此外,作者结合计算和实验的二级KIE研究发现,由于金属配位变化的平衡同位素效应,即使有相当多的C-C键形成,五配位途径的KIE值也出人意料地大。此外,空间效应和电子效应决定α,β-不饱和醛的C=O化学选择性,这已被实验证实。作者的机理研究可能有助于为这一具有挑战性的反应设计均相、多相和生物催化剂。https://www.nature.com/articles/s41467-020-15599-w19. Science:双光驱动钯催化剂:打破羰基化反应的障碍过渡金属催化的偶联反应已成为现代合成中最重要的工具之一。但是,这些反应的固有局限性是需要平衡条件下的操作,因为有利于通过氧化加成裂解键的因素最终会通过还原消除来抑制键的形成。本文描述了一种利用钯的简单可见光激发来以低势垒驱动氧化加成和还原消除的替代策略。因此,钯催化的羰基化反应可以在环境条件下,以具有挑战性的芳基或烷基卤化物和困难的亲核试剂进行,并以现在通用的方式生成有价值的羰基衍生物,例如酰氯,酯,酰胺或酮。机理研究表明,Pd(0)和Pd(Ⅱ)中间体的同时激发是造成这种活性的原因。https://science.sciencemag.org/content/368/6488/31820. Angew. Chem. Int. Ed.:分子锰盐配合物将CO2电催化还原为乙酸以受控的方式将二氧化碳电化学还原为增值化学品是一项可再生能源技术重要策略。因此,在水性环境中开发有效和稳定的催化剂非常重要。基于此,本研究合成和研究了分子Mn(Ⅲ)-Corrole配合物,该配合物在三个内消旋位上被聚乙二醇部分修饰,可以选择性地从CO2直接生产乙酸。将Mn(Ⅲ)电化学还原为Mn(Ⅲ)-电活性物质,可显著结合CO2并稳定还原的中间体。当固定在碳纸(CP)电极上时,该催化剂可以在中等酸性水介质(pH 6)中以电化学方式将CO2还原为乙酸,选择性为63%,转换频率(TOF)为8.25 h-1。考虑到对乙酸盐的高选择性,本文建议形成并还原稳定在Mn(Ⅲ)-Corrole中心的草酸盐型中间体。https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.20200060121. Nat. Commun.:重组钯-氧化银边界的氢迁移显著提高了氧化银的还原率非均相催化剂是具有多个界面的复杂材料。在合金催化剂中利用双官能度的一个关键命题是实现跨分离功能不同区域的界面的表面迁移。本文证明了与纯氧化银相比,在存在氧化钯的情况下,银表面氧化物在分子表面的分子氢还原速率提高了104以上,这是由于原子氢从氧化钯岛转移到由钯-银合金氧化产生的周围表面而导致。钯-银界面在还原过程中也会动态重组,从而导致银-钯相互混合。这项研究清楚地证明了反应中间体和催化剂材料在合金中跨越表面界面边界的迁移,对表面反应性能具有重大影响,对双金属材料的催化功能具有广泛的影响。https://www.nature.com/articles/s41467-020-15536-x22. Nat. Commun.:通过双掺杂Co3N电极控制脱氢动力学,可实现高效的肼氧化,协助自供电制氢用肼氧化反应(HzOR)代替缓慢的析氧反应(OER)制氢已被认为是一种比水分解更节能的策略。然而,两电极系统中相对较高的电池电压和所需的外部电源阻碍了其规模化应用,尤其是在移动设备中。本文报道了一种双功能的P,W共掺杂Co3N纳米线阵列电极,对HzOR(在10 mA cm-2处为-55 mV)和HER(在10 mA cm-2下为-41 mV)具有显著的催化活性。在两电极系统中,10 mA cm-2下,电池电压低至28 mV。DFT计算结果表明,其潜在机理可能为掺杂优化的H*吸附/解吸和脱氢动力学。值得一提的是,通过将直接肼燃料电池与肼分解电解器集成在一起的自供电产H2系统在室温下可实现1.25 mmol h-1的反应速率。https://www.nature.com/articles/s41467-020-15563-823. Nat. Catal.:自由基SAM酶的结构-功能关系自由基S-腺苷-L-甲硫氨酸(SAM)酶属于一类催化家族,其注释序列数目仍在不断增加。在[Fe4S4]簇的单电子还原过程中,它们可以裂解SAM产生一个高度反应性的5'-脱氧腺苷自由基。这种自由基反过来会在底物上引发各种各样的自由基反应,从小的有机分子到蛋白质、DNA或RNA。它们催化的具有挑战性的反应使它们成为多种生物技术应用的非常有前途的催化剂。然而,所涉及的高能量中间体需要蛋白质基质对化学过程进行精细控制。了解它们的控制机制是广泛使用这些酶作为合成工具的先决条件。在此,本文回顾了该领域的一些最新进展,重点讨论了几个例子的结构-功能关系,这些例子的三维结构、体外和光谱数据以及理论计算可以更好地描述所进行的化学反应和蛋白质基质的严格控制之间的密切相互作用。https://www.nature.com/articles/s41929-020-0448-724. J. Am. Chem. Soc.:一种由染料敏化金属氧化物纳米片构成的Z型催化剂用于人工可见光驱动整体水裂解作为一种从水中产生H2的方法,用吸收可见光的染料敏化宽禁带氧化物半导体已经研究了几十年。然而,使用染料敏化的氧化物光催化剂进行高效的整体水分解仍然是一个未解决的挑战。在这里,研究者使用Ru(II)三亚胺型光敏剂敏化的HCa2Nb3O10纳米片,结合WO3基水氧化光催化剂和三碘化物/碘化物氧化还原对,演示了可见光驱动整体水裂解为H2和O2。以无定形Al2O3簇进一步修饰的Pt插层HCa2Nb3O10纳米片作为H2析出组分,使基于染料的H2析出周转率和频率分别达到4580和1960 h-1。利用420 nm光进行整体水裂解的表观量子产率为2.4%,是迄今为止染料敏化整体水裂解体系中最高的。目前的研究工作清楚地表明,该精心设计的染料/氧化物混合材料在光催化制氢方面具有巨大的潜力,是太阳能驱动的水裂解体系发展的一个重大飞跃。https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c0205325. J. Am. Chem. Soc.:表面组分依赖的配体效应对调节镍铜双金属电催化剂在碱性条件下析氢活性的影响探索在碱性介质中高效、低成本的析氢反应电催化剂是开发阴离子交换膜电解槽的关键。合理的催化剂设计的关键是理解控制碱性HER催化剂活性的描述符。不幸的是,控制碱性HER的表现的原理仍然不清楚,仍然存在争论。通过研究一系列NiCu双金属表面的碱性HER,其中电子结构受配体效应的调节,研究者证明,通过火山型关系,碱性HER的活性可以与计算或实验测量的d带中心(氢结合能的一个指标)相关。这种相关性说明了d带中心的描述符作用,而Ni和Cu结合产生多种吸附位点的证据进一步支持了这一假设,这些位点具有接近最优的氢结合能。我们的发现拓宽了d带理论对金属电催化剂活性预测的适用性,并可能为理解碱性HER反应机理提供了有价值的见解。
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b1200526. J. Am. Chem. Soc.:CO在CoOx-Pt薄膜上的氧化机理本文研究了CO和O2在室温和mTorr压力条件下与Pt(111)上的亚单层和多层CoOx膜反应生成CO2的反应。使用原位环境压力X射线光电子能谱和高压扫描隧道显微镜,以及密度泛函理论计算,我们发现在室温和暴露在mTorr压力的CO条件下,部分氧化的CoOx膜中氧空位的存在显著提高了CO氧化生成CO2的活性。相比之下,没有氧空位的CoO薄膜在室温下生成CO2的活性要低得多,CO仅以碳酸盐的形式被吸附,形成高达260℃仍然稳定的状态。在单层下的CoOx岛上,碳酸盐优先在岛边缘形成,使CO2形成的边缘位点失活,即使在岛内部进行反应时也是如此。这些结果提供了一个详细的了解CO氧化途径的系统,其中贵金属如Pt与可还原的氧化物相互作用。https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c0113927. Joule:调节局部CO2浓度作为提高CO2电还原中C-C耦合的通用策略基于气体扩散电极(GDEs)的流动电解槽已越来越多地用于推进与工业相关的电化学CO2还原反应(CO2RR)性能,尽管对GDE系统仍缺乏基本的了解。在此,作者提出在CO2RR中,调节铜(Cu)表面的局部CO2浓度是促进C-C耦合的一种有效且通用的策略。局部的CO2浓度会影响*CO2、*H和*CO表面覆盖状态,而表面覆盖状态会影响多碳(C2+)产物的反应路径。在传质模型的指导下,我们确定了三种调节GDE电解槽中局部CO2浓度的方法:(1)催化剂层结构,(2)进料CO2浓度,(3)进料流量。利用Cu2O纳米颗粒作为模型催化剂,通过调节局部CO2浓度,可以使C2+产物在300 mA cm-2时的法拉第效率达到75.5%,在1.0 M KHCO3时的C2+部分电流密度达到342 mA cm-2。https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542435120301288更多科研作图、软件使用、表征分析、SCI 写作、名师介绍、综述解读等干货知识请进入研之成理后台自主查询。加研之成理催化微信交流群,请添加黄主编微信:yzcl93