之间的反应在铜nanopyramids将二氧化碳转化为乙二醇

澳大利亚的研究人员发现,在反应环境由铜原子排列成金字塔结构可以有选择地将二氧化碳和一氧化碳转化为乙二醇。¹以及确定新的生产有价值的二醇反应机理不同的工业应用,工作突出了设计反应环境的潜在增加催化剂选择性和效率。

Electrocatalytic转换的化学品和燃料的二氧化碳被视为一个有前途的路径实现碳中和目标所倡导的巴黎协议,”解释道凌陈阿德莱德大学的。然而,它的成功实现是视高选择性的发展和节能的催化剂。“二氧化碳可以电化学转换成单和multi-carbon产品。但生产醇比碳氢化合物形成更具挑战性,并选择性地生产高附加值的C₂化学物质如乙二醇仍然遥遥无期。”我们所知,一个完整的路线对电合成二醇的一氧化碳和二氧化碳以前从未报道实验或理论,”陈说道。

二醇是工业上重要的中间体和构建块。目前,大规模生产乙二醇的主要技术是能源和cost-intensive。野心解决温室气体排放的增加影响和发展更可持续的方式使乙二醇启发陈和他的同事们调查潜在的密集铜nanopyramids电化学生产乙二醇从二氧化碳和一氧化碳。

以前,研究人员发现²计算,形成铜催化剂金字塔将增加electrocatalytic C的活性和选择性₂产品。这是归因于提高吸附,比网站的存在对碳碳耦合和增强的电子转移。在这个工作的基础上,研究小组使用密度泛函理论计算证明环境由邻近铜nanopyramids使选择性转化二氧化碳和一氧化碳的乙二醇。

阿德莱德的研究人员还发现反应通路,促进直接电合成乙二醇。这个途径不是有利的平面铜表面或密集nanopyramids少。紧密排列铜nanopyramids允许一个额外的形成O-Cu债券之间的吸附COH-CO和铜在毗邻的金字塔。这样的原子排列不仅可促进碳碳耦合,还保留了对脱羟基氧原子。额外的债券也提高加氢乙二醇通过降低形成障碍关键中间COH-CHO活动抑制通常占主导地位的途径。

的反应空间约束是至关重要的许多生物过程在自然界中,”评论莱西玛·拉奥英国伦敦帝国理工学院的研究电化学反应界面。从这个工作她说见解的实验提供了一个框架,合理利用nanoconfinement效果和改变当地的反应环境从二氧化碳生产高附加值的产品。