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串聯(lián)催化劑將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷

2020-10-4 19:44 來(lái)源: 中國(guó)科學(xué)院

二氧化碳到碳?xì)浠衔锏碾姶呋D(zhuǎn)化涉及多電子還原反應(yīng)過(guò)程，面臨著復(fù)雜的轉(zhuǎn)化途徑和選擇性控制困難等問(wèn)題。

由中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所（DICP）的王國(guó)雄教授和包新和教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組利用鈷酞菁（CoPc）和鋅氮碳（Zn）增強(qiáng)了將CO2電還原為甲烷的能力( -NC）串聯(lián)催化劑。

他們?cè)诜倾~基催化劑上實(shí)現(xiàn)了在CO2 RR中生產(chǎn)CH4的高活性，并為將二氧化碳電催化還原為碳?xì)浠衔锾峁┝诵碌牟呗浴?/div>

這項(xiàng)工作于9月4日發(fā)表在Angewandte Chemie國(guó)際版上。

與單獨(dú)的CoPc或Zn-NC相比，該CoPc和Zn-NC串聯(lián)催化劑的甲烷/一氧化碳比率提高了100倍以上。

密度泛函理論計(jì)算和比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，碳氧化鈦首先還原成一氧化碳的酞菁鈷，然后將碳擴(kuò)散到鋅- NC一氧化碳和進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成甲烷。

這種串聯(lián)催化策略將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷，并將該過(guò)程分解為兩個(gè)活性位點(diǎn)的串聯(lián)電催化反應(yīng)。在該串聯(lián)催化系統(tǒng)中，CoPc提供了一氧化碳，以將吸附的氫保留在Zn-N位置的相鄰氮上，從而提高了甲烷的產(chǎn)生速率。

標(biāo)簽：密度泛函理論串聯(lián)催化劑