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经过PVP(聚乙烯吡咯烷酮)稳定的中间体能够促进C-C键的偶联反应,从而在CuO催化剂上实现二氧化碳的选择性电还原为C2+产物
《New Journal of Chemistry》:PVP-stabilized intermediates promote C–C coupling for selective CO2 electroreduction to C2+ products on CuO catalysts
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年11月26日 来源:New Journal of Chemistry 2.5
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本研究通过聚乙烯吡咯烷酮(PVP)修饰铜基催化剂(CuO),显著提高CO?电催化还原生成C2+的选择性。实验表明,CuO@PVP1在-1.6 V下乙烯选择性达50.9%,CuO@PVP2选择性提升至72.8%,且在-1.5 V下连续反应10小时选择性稳定。原位红外分析显示,PVP增强CO?吸附并形成碱性微环境,抑制H2释放,降低*OCCHO中间体反应势垒,促进C-C偶联。该研究为设计高效铜基催化剂提供了新策略。
电化学二氧化碳还原反应(CO?RR)是将二氧化碳(CO?)转化为高价值化学品的有效途径。然而,传统的铜基催化剂具有强烈的表面亲水性,且二氧化碳的吸附能力有限,导致对C??产物的选择性较低。在本研究中,我们使用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对CuO催化剂进行了改性,显著提高了其对C??产物的选择性。当PVP的添加量较少(CuO@PVP1)时,该催化剂在–1.6 V(相对于RHE)条件下对乙烯(C?H?)的选择性为50.9%。随着PVP含量的增加,醇类产物的生成量也随之增加,CuO@PVP2对C??产物的选择性达到了72.8%。此外,在–1.5 V(相对于RHE)条件下,C?H?的选择性在10小时内保持稳定,为45%。基于原位红外分析的结果表明,PVP的引入增强了二氧化碳的吸附能力,并能形成强碱性微环境,从而抑制了氢气的释放,降低了OCCHO中间体的形成障碍,促进了C??产物的生成。过量的PVP增强了氢键作用,有助于质子反应的进行,使得C?H?能够转化为醇类。本研究阐明了PVP如何影响CuO催化剂的性能,为设计具有更高C??产物选择性的铜基催化剂提供了策略。
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