综述:串联电催化中用于小分子转化的中间调控策略

《Chem Catalysis》:Intermediate regulation strategies in tandem electrocatalysis for small-molecule conversion

【字体: 时间:2025年10月08日 来源:Chem Catalysis 11.6

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  电催化耦合通过调控反应中间体(如CO、H、NO??)显著提升CO?还原、硝酸盐还原及C–N偶联反应的效率与选择性。研究重点包括双金属位点设计、界面工程优化及动态重构机制,这些技术路径能有效降低能耗并减少副产物生成。当前挑战在于精准控制中间体吸附/活化路径,未来需结合实验与理论模拟深化催化剂开发策略。

  

整体视角

串联电催化为将二氧化碳(CO?)等温室气体转化为有价值的燃料和化学品提供了一种有前景的方法,从而减少环境影响并支持更清洁的能源解决方案。本综述强调了反应中间体在优化催化过程(如二氧化碳还原反应(CO?RR)、硝酸盐还原反应(NO??RR)和C-N偶联反应)中的关键作用。在二氧化碳还原反应中,*CO等中间体是产物选择性的关键决定因素;而在硝酸盐还原反应中,*H和*NO??等物种对氨(NH?)的合成至关重要。对于C-N偶联反应,特定中间体的形成和配对直接影响键形成的效率。
所讨论的见解表明,界面工程、多金属位点以及动态重构可以带来更可持续、更具成本效益的技术。随着全球为开发环保且可扩展的解决方案而加大力度,理解和控制反应中间体对于推进减少浪费和能源消耗的实际过程至关重要。这项工作不仅深化了基本理解,还加速了碳回收和可持续制造创新策略的发展,为更加绿色和可持续的未来做出了贡献。

总结

串联电催化通过调节反应中间体来提高小分子的转化效率和选择性。本综述研究了二氧化碳还原、硝酸盐还原和C-N偶联等系统中的关键中间体,并讨论了*CO、H和*NO??中间体的关键作用。文中重点介绍了催化剂设计的进展,包括双金属位点、界面修饰和动态重构对中间体吸附和活化的影响。尽管在控制中间体路径以提高选择性和活性方面仍存在挑战,但本概述为可持续能源和化学品生产的合理催化剂设计策略提供了见解,强调了中间体调控在串联电催化过程中的重要性。

图形摘要

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