综合新闻 News
联系我们
  • 客服服务电话:021-64321087
  • 商业服务电话:021-64321087
  • 技术服务电话:021-64321087
  • 联系人:崔老师 
  • 服务邮箱:shxtb@163.com
  • 地址:上海市徐汇区桂林路100号8号楼107室

二氧化碳电催化还原研究取得进展

日期: 2025-03-25
浏览次数: 414

来源:化学研究所

利用可再生电力通过电化学CO2还原反应(CO2RR)生产高附加值化学品,对可再生碳资源增值具有重要意义。多碳醇因具有高能量密度特性以及与现有能源基础设施的高度适配性,在清洁能源储存与化工原料领域展现出应用前景。目前,电催化CO2RR生成多碳醇的主要挑战在于解决C-C偶联与C-O键断裂的竞争机制导致的产物选择性失衡。同时,高电流密度下中间体脱附失控和体系稳定性低,制约多碳醇的规模化生产。因此,开发新型高效催化剂以实现多碳醇选择性突破,成为领域发展的关键。

中国科学院化学研究所韩布兴/朱庆宫团队致力于CO2电催化还原体系研究。近期,该团队基于前期成果,发现稀土元素独特的4f电子轨道特性可精准调控相邻铜(Cu)原子的电子密度分布,并在电催化反应过程中构建具有动态自修复特性的催化界面,实现了高电流密度条件下CO2向多碳醇的高选择性转化。

该团队利用镨(Pr)等稀土元素独特的4f电子构型和未占据5d轨道特性,通过分步沉淀-煅烧策略构筑具有微观结构缺陷的复合催化剂,在原子尺度上形成高效的不对称活性位点。这一催化剂在700 mA cm-2工业级电流密度下,多碳醇选择性达71.3%,多碳醇/乙烯产物比例提升至12:1,单程碳转化效率达44.8%。原位表征与理论计算显示,Pr-O-Cu键合作用形成的动态自修复异质界面能够调控*CO吸附构型,通过诱导不对称C-C耦合路径并稳定醇类中间体,以提升多碳醇选择性。

这一成果为设计高效的CO2RR催化剂提供了新思路,并提升了稀土基催化剂在电催化中的应用潜力。

相关研究成果发表在《自然-合成》(Nature Synthesis)上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部、中国科学院和北京分子科学国家研究中心的支持。


Hot News / 相关推荐
  • 2026 - 06 - 12
    点击次数: 9
    来源:X-MOL在水环境中选择性定量氰化物仍是一大挑战,而自校准的比分测量技术提供了有前景的解决方案。这里,通过点击反应构建了一个杂核 Eu(III)/Tb(III)超分子组装体 Eu.L.Tb,将氰化物响应的 Tb 通道与光物理惰性的 Eu 基准结合。当氰化物在 Tb 结合的苯酰三唑 DO3A 单元结合时,Tb3+发射被选择性淬灭,而 Eu3+发射则不受影响,产生类似红绿灯的绿移变红移,从而实现...
  • 2026 - 06 - 12
    点击次数: 9
    来源:X-MOL同时增强不对称因子(g lum )和光致发光量产率(Φ lum )仍是手性圆偏振发光(CPL)材料中长期面临的挑战。本文提出一种多层次结构设计策略,整合 pH 调控的原位配体水解、混合配体配位、超分子自组装和聚合物基体嵌入,以解决这一问题。通过手性草唑烷基配体的受控水解,获得了对映体镧系配合物(R -/ S -Lna 和 R -/ S -Lnb,Ln = Eu/Tb)。混合配体系统...
  • 2026 - 06 - 11
    点击次数: 30
    来源:X-MOL白内障是全球致盲性眼病的首要原因,其发病机制与活性氧(ROS)介导的晶状体氧化损伤密切相关。目前手术干预存在局限性,亟需开发非侵入性抗氧化治疗策略。本研究采用支化聚乙烯亚胺接枝聚乙二醇(bPEI-g-PEG)修饰,制备出具有优异稳定性的氧化铈纳米酶颗粒(CNP),并系统表征其理化性质、抗氧化活性及生物学效应。进一步利用人晶状体上皮细胞(HLECs)氧化损伤模型及大鼠白内障模型评估C...
  • 2026 - 06 - 10
    点击次数: 50
    来源:X-MOL镍基催化剂因其结构可调性及对C–H键活化的本征活性,在甲醇氧化反应中备受关注。然而,其在反应界面捕获OH⁻的能力有限,导致能量转换效率降低。本研究证明,镧掺杂的Ni(OH)₂/氧化石墨烯(La-Ni(OH)₂/GO)可实现多层级协同优化,显著提升光电化学甲醇氧化性能。镧的随机掺杂破坏了Ni–O晶格的周期性,促进表面重构及带电界面处OH⁻的富集。值得注意的是,镧掺杂诱导产生的氧空位充...
  • Copyright ©Copyright 2018  2020 上海市稀土协会 All Rights Reserved 沪ICP备2020034223号-1  沪公网安备 31010402010140号
    主办单位:上海市稀土协会 指导单位:上海市稀土材料开发应用办公室 承办单位:上海稀土产业促进中心 
    犀牛云提供企业云服务