北京治疗白癜风那家医院好 http://disease.39.net/bjzkbdfyy/170531/5416230.html 作者：PeigenLiu通讯作者：XushengZheng通讯单位：中国科学技术大学论文DOI：10./adma.全文速览—————在本文中充分发挥负载于C3N4的钯单原子(Pd1)与和钯纳米颗粒(PdNPs)的协同作用，实现高选择性光催化还原CO2为CH4。首先，由傅里叶红外等光学能谱的表征结果发现Pd1在催化过程中发挥活化CO2的角色，PdNPs用于分解水产生H*。随后H*由PdNPs迁移至Pd1活性位点，用于以经氢溢流方式促进多重质子-电子耦合转移。此外，由密度泛函数理论计算结果显示催化剂的高选择性受益于毗邻的Pd1与PdNPs能够有效稳定*CHO等典型产物，因此形成 的可靠产生路径。 ，在催化实验所得效果显示，催化剂对CH4的选择性高达97.8%以及产率为20.3μmolgcat.?1h?1。本文为实现高选择性还原CO2的催化剂设计发展路程提供新视野。02背景介绍—————在CO2还原的过程中，通常生成C1和C2的多种碳还原产物，并且高产率生成 依旧是碳还原过程中所面临的一个不可忽视的挑战。虽然 的生成是一个热力学有利的过程，但是整个催化过程的动力学却十分缓慢。多重质子-电子耦合转移过程限制着CO2的 化。目前，碳还原的催化剂设计通常采用掺杂、氧空位等方法，但这些方法往往拘泥于活化CO2，却忽视了水分子中活 的充分利用。尤其是光催化产生的质子可被转移至活性位点用于吸附CO2，产生关键的中间产物*CHO，驱使质子-电子耦合转移过程。此外，氢溢流是一种可靠的适用于活 的在催化剂的两个活性位点转移的方式。因此，本文设计将负载于C3N4的Pd1和PdNPs作为双功能活性位点，同时活化CO2和H2O，并将利用氢溢流将质子转移到CO2，最终实现优化碳还原高选择性获得产物CH4。03图文解析—————图1.(a)Pd1+NPs/C3N4透射电子显微镜图；(b)高角环形暗场图;(c)CO漫反射傅里叶漫反射图；(d)K带的加权小波变换图；(e)K带延伸X射线吸收精细结构震荡的小波变换分析图(f)不同的结构模型的结构图。
图2.(a)碳还原实验结果图；(b)碳还原产物选择性图；(c)碳还原循环试验；(d)同位素标记图；(f)光致发光光谱；(e)光电流图。
图3.(a)Pd1+NPs/C3N4原位漫反射傅里叶变换图；(b)Pd1/C3N4原位漫反射傅里叶变换图;(c)CO原位漫反射傅里叶变换图；(d)近常压X射线光电子能谱。
图4.(a)气氛为水的程序升温脱附质谱图；(b)水分解所需的能量；(c)碳还原过程自由能计算；吸附*CHO中间产物的电子密度谱(d)Pd1-C3N4，(e)Pd1+NPs-C3N4。04总结与展望—————本文合成具有高选择性的催化剂Pd1+NPs/C3N4，能够实现CH4的选择性高达97.8%以及产率为20.3μmolgcat.?1h?1。其中Pd1用于活化CO2，PdNPs用于水解产生质子氢。活 由PdNPs转移至Pd1的过程有利于还原CO2生成CH4，并且挤压产氢反应。此外毗邻的Pd1和PdNPs能够有效降低*CO转变为*CHO的势垒。二者的协同作用展示在下图。本文不仅通过合成催化剂来为碳还原提供了新的思路，而且也为高效还原CO2生成碳 合物提供了可靠方法。催化前沿分享
本文编辑：佚名
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