Ni基催化剂！北大深研院「国家杰青」潘锋，最新ACS Catalysis!

顶刊收割机 · 公众号 · · 2024-09-15 08:30

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研究概述

长期以来，电化学CO ₂ 还原反应（CO ₂ RR）合成多碳产物一直是以铜（Cu）基催化剂体系为主。

然而，最近的几项研究已证明镍（Ni ）基合金和化合物的竞争性催化性能，它们可以引发C-C偶联以产生长链烃。

基于此，2024年9月12日， 北京大学深圳研究生院新材料学院潘锋教授（国家杰青获得者、创院院长）\李舜宁副研究员、厦门大学郑世胜助理教授 在国际期刊 Acs Catalysis 发表题为《Role of Surface Hydrogen Coverage in C-C Coupling Process for CO ₂ Electroreduction on Ni-Based Catalysts》的研究论文。

为深入了解Ni基催化剂如何进行C-C偶联，作者通过密度泛函理论（DFT）计算对Ni金属和Ni ₃ Ga进行了比较研究。

令人鼓舞的是，与Ni金属不同，在CO ₂ RR过程中，氢吸附质在表层的分布是不规则的，当 CO ₂ 被还原成准备用于C-C偶联的中间体时，Ni ₃ Ga在低覆盖度下表现出完美有序的表面氢分布模式。

这种吸附物覆盖度的差异导致Ni金属上相邻的CO ₂ RR中间体往往相距很远，而它们可以在Ni ₃ Ga表层上相距更近，从而为偶联反应创造了机会。

以前的实验报告可以验证了这种机理见解，并可以确定表面氢覆盖是Ni基催化剂上C-C偶联的一个不可忽视的因素。

图文导读