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近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員章福祥團隊設計合成了一種單原子鉍修飾銅合金催化劑，用于電催化二氧化碳還原。該催化劑展現(xiàn)出優(yōu)異的碳—碳鍵偶聯(lián)功能，顯著提高了多碳產(chǎn)物的法拉第效率。
太陽能光催化技術是實現(xiàn)太陽能至化學能轉化的重要方式之一，而高效助催化劑的開發(fā)是實現(xiàn)高效光化學轉化的重要一環(huán)。近期，章福祥團隊致力于通過電催化劑的優(yōu)化設計，開發(fā)高效光催化助催化劑，在電催化水氧化、電催化析氫和電催化氧還原等催化劑設計合成方面取得系列進展。
電催化還原二氧化碳制備燃料或化學品，不但可實現(xiàn)二氧化碳的資源化利用，而且可用于綠色氫能的液態(tài)儲存，可為太陽能光催化制儲氫一體化技術奠定基礎。據(jù)了解，單原子合金作為一種具有特殊電子結構的單原子催化劑，雖已被用于電催化還原二氧化碳制備C?產(chǎn)物，但尚未有實驗結果證明其可用于高效制備C?+產(chǎn)物。
該研究設計合成了一種單原子鉍修飾銅合金催化劑。研究發(fā)現(xiàn)，該催化劑具有顯著的碳—碳鍵耦合促進作用。與純銅催化劑相比，該催化劑顯著提高了C?+產(chǎn)物選擇性。一系列表征和理論計算結果表明，單原子鉍修飾可有效調節(jié)銅的電子結構，促進二氧化碳活化和碳—碳鍵偶聯(lián)步驟，解釋了獲得較高C?+產(chǎn)物選擇性的原因。
