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爆发!Nature Chemistry(IF=24):二氧化碳在铜纳米晶上电化学合成丙烯

论论资讯 | 2023-01-01 3热度

Nature Chemistry

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Electrochemical synthesis of propylene from carbon dioxide on copper nanocrystals

Gao J.; Bahmanpour A.; Kröcher O.; Zakeeruddin S.M.; Ren D.; Grätzel M.

Published:2023-01-01
DOI:10.1038/s41557-023-01163-8

研究背景

随着全球气候变化日益严重,人们越来越关注如何减少碳排放并开发可再生能源。在这种背景下,将二氧化碳转化为有价值的产品是一个备受关注的研究领域。然而,将二氧化碳电化学还原为丙烯需要多步反应,每个丙烯分子需要转移18个电子,因此反应动力学较慢,这是当前研究领域存在的问题。

研究内容

《自然化学》杂志上发表了一篇题为“铜纳米晶体上的二氧化碳电化学合成丙烯”的论文。研究人员使用铜纳米晶体作为催化剂,成功地将二氧化碳转化为丙烯。他们发现,铜纳米晶体表面的Cu(100)和Cu(111)晶面有利于吸附关键的*C1和*C2中间体,从而促进丙烯的生成。值得注意的是,当反应物为一氧化碳时,丙烯的产率显著下降。通过对同位素标记的二氧化碳和一氧化碳的电化学还原,研究人员推断,丙烯形成的关键步骤可能是吸附/分子二氧化碳或羧酸基与参与乙烯途径的*C2中间体之间的偶联反应。

研究意义

该研究的创新点在于成功地将二氧化碳电化学还原为丙烯,并找到了一个高效的催化剂。这项研究有望为解决当前的气候问题提供新的思路和方案。此外,该研究还为开发其他可再生能源的转化提供了新的思路和方法。

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