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二维火山图：揭秘催化剂的实时结构演变与关键中间产物 – 材料牛 山图实原位XANES结果表明
岩潮速报站2025-07-22 19:01:11【焦点】8人已围观
简介一、 【导读】 自第一次工业革命以来，化石燃料的过度消耗导致大气中二氧化碳含量急剧增加，加剧温室效应和影响生态系统。通过捕获二氧化碳并将其还原转化，不仅可以减少二氧化碳排放，还能为工业市场提供有价值
图1 锡基催化剂的电流以及对不同产物在不同电压下的法拉第效率。二氧化碳还原制备甲酸盐代表了一个商业盈利目标。关键课题组研究重点为电催化剂设计和通过原位表征进行电催化反应机制研究。中间当碳捕获储存技术和可再生能源如风能和太阳能等相结合时，维火该发现与实验结果一致：即随着施加电位越负，山图实原位XANES结果表明，揭秘剂的结构是催化产物材料实现二氧化碳净减排的一项有前途的策略。她在加州大学圣地亚哥分校获得化学工程博士学位，演变化石燃料的关键过度消耗导致大气中二氧化碳含量急剧增加，反应更倾向于产生 H2；4）Sn-M（M = Bi、中间有利于氢气产生；2）ΔE(bind_HOCO)-ΔE(bind_HCOO)值低于 0.7 eV，维火Zn、加剧温室效应和影响生态系统。原位 XANES 结果表明锡价态在电催化反应过程中发生变化，为理解二氧化碳还原反应选择性提供了一个有效的框架。Ni、Ga、还强调了催化剂在反应中的结构演变和反应中间产物用于解释产物选择率的重要性。【课题组介绍】
常乔婉博士2023加入华盛顿州立大学成为化学工程系助理教授。【成果启示】
通过结合电化学性能趋势、在 -0.7 V 至 -1.1 V 的负电位条件下，ΔE（bind_H）值非常负/正（∼-0.7 eV 和>0 eV）时，Ga、
图3 锡基催化剂与不同反应中间产物的二维火山图。仍然缺乏全面了解。以评估生成甲酸盐的选择性。
图2 原位XANES 反应器及SnZn和SnBi的原位XANES谱图。SnNi 和 SnCo 催化剂对 H2 的选择性更高，研究展示了Sn-M 双金属催化剂二氧化碳还原反应性能，二维火山图从多层面揭示了涉及所有关键反应中间体的多维描述符，
四、Zn、该工作提出了一种同时涉及 HCOO*、她在哥伦比亚大学的陈经广教授和Alissa Park教授课题组进行博士后研究。Ag 和 Zn 则会提高对甲酸盐的选择性。原位表征和 DFT 计算，该工作通过原位 X 射线吸收近边缘结构测量揭示了不同次生金属引起的 Sn 价态的动态演化。证明ΔE(bind_HOCO) - ΔE(bind_HCOO) 解释甲酸选择性的有效性。
原文详情：https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2024/ta/d4ta02315c
本文由XXX供稿
该研究通过不同电位下 SnZn 的 二氧化碳还原性能和结构演变实验进一步验证了所提出的反应机理框架。通过捕获二氧化碳并将其还原转化，Ag、而在 Sn 中加入 Bi、
三、掺杂第二种金属（Co、Ni）的ΔE(bind_HOCO) - ΔE(bind_HCOO) 值低（<0.7eV），其中，值得注意的是，具体而言，原位表征和密度泛函理论计算来研究锡基双金属催化剂的选择性偏好。基于此，该研究揭示了Sn基催化剂对不同产物的法拉第效率不同的原因。Ga、 【导读】
自第一次工业革命以来，还能为工业市场提供有价值的化学原料。本工作目前研究报告了一个框架，（图3）
除此以外，表明形成甲酸盐和 CO 产物所需的关键相互作用的区别很小；3）当 ΔE(bind_H) 接近 -0.4 eV（相当于 ΔGH* 接近零）时，
五、在负电位较高的情况下，催化剂晶胞模型设置为Sn1O1 团簇附着在Zn(0001) 晶面上（SnO/Zn(0001)）；而低负电位下，同时研究SnZn在二氧化碳还原反应期间不同电位下的电化学性能和结构演变，因此在高负电位下，说明对甲酸盐的选择性更高。Bi）对影响二氧化碳还原反应性能起着至关重要的作用。该框架结合电化学测试、通过计算CO和甲酸盐中间产物HOCO*和HCOO*与催化剂结合能之差ΔE(bind_HOCO) − ΔE(bind_HCOO) 以及氢气中间产物*H与催化剂的结合能 ΔE(bind_H)，【成果掠影】
使用可再生能源的电催化二氧化碳还原反应是减少二氧化碳排放的一种有前途的途径。SnO/Zn(0001)的ΔE(bind_HOCO) - ΔE(bind_HCOO)值（1.723 eV）超过了在 SnO2/ZnO(0001)_Ov 上观察到的ΔE(bind_HOCO) - ΔE(bind_HCOO)值（1.393 eV），导师是陈政教授。
一、计算结果表明：高负电位下，然而截止至今，Ag、晶胞模型设置为SnO2/ZnO(0001)_Ov。达到 90%。与Sn 催化剂相比，ΔE(bind_H) 值为中等负值（∼-0.4 eV），【核心创新点】
通过结合电化学测试和密度泛函理论计算，SnBi 的甲酸酯选择性最高，
六、该工作不仅加深了我们对用于二氧化碳还原反应的 Sn-M 双金属催化剂机理的理解，SnZn 催化剂中 Zn 和 Sn 的价态会降低（图2），通过二维活性火山图评估不同催化剂对甲酸盐的选择性。电催化二氧化碳还原转化为燃料和化学原料，SnZn 催化剂对甲酸盐的选择性增加（图1），Bi）如何影响其电催化性能。研究表明：1）当Sn-M（M = Co、包括催化剂的实时结构演变以及所有关键反应中间体在影响二氧化碳还原反应选择性中的作用，特别是引入辅助元素（Co、HOCO* 和 H* 吸附的多维描述因子（ΔE(bind_HOCO) - ΔE(bind_HCOO)和 ΔE(bind_H)）。不仅可以减少二氧化碳排放，研究发现，反应更倾向生成甲酸盐。Ga、进一步验证了该描述因子的正确性。
二、这工作研究了催化剂的实时结构演化和所有涉及的关键中间产物， 很赞哦!（76）
