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中科大|高敏锐教授EES: 调节纳米材料的氧化态用于电催化CO2还原
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中科大|高敏锐教授EES: 调节纳米材料的氧化态用于电催化CO2还原

中科大|高敏锐教授EES: 调节纳米材料的氧化态用于电催化CO2还原 科学材料站
2020-12-10
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导读：该工作首先讨论了目前对氧化态如何影响催化剂催化性能的理解。然后，总结了调节催化剂氧化态的策略及其对CO2RR的合成性能的最新进展。


文章信息

调节纳米材料的氧化态用于电催化CO2还原
第一作者：Zhi-Zheng Wu, Fei-Yue Gao
通讯作者：高敏锐*
单位：中国科学技术大学

研究背景

电化学二氧化碳还原反应(CO2RR)是一种关闭碳循环的途径，由于其温和的反应条件和来自可再生资源的电能可以储存的事实而引起了广泛的关注。开发具有高活性、稳定性和选择性的高成本效益的CO2RR催化剂是使CO2有效转化为有价值产品的关键。
迄今为止，通过纳米结构电催化剂的设计，已经进行了大量的努力来提高CO2电还原的催化效率。通过调整形态、尺寸、晶粒边界和其他，由于比表面积、不协调位置的比率和结构缺陷的密度的变化，各种电催化剂的CO2RR反应性可以显著提高。非常有趣的是，近年来的研究表明，氧化态的调节可以改变催化剂的电子结构，从而提高催化性能。

文章简介

近日，中国科学技术大学高敏锐教授等在Energy & Environmental Science上发表题为“Regulating the oxidation state of nanomaterials for electrocatalytic CO2 reduction”的综述文章。
在这篇综述中，该工作首先讨论了目前对氧化态如何影响催化剂催化性能的理解。然后，总结了调节催化剂氧化态的策略及其对CO2RR的合成性能的最新进展。特别是，我们强调了利用原位技术揭示CO2RR过程中催化剂氧化态动态演变的最新进展。在这篇综述的最后，我们概述了面临的挑战，并对这一有前途的领域的未来研究方向提出了个人观点。

本文要点

要点一：本文介绍了氧化态的定义，讨论了氧化态对催化剂性能的影响，氧化态的定义主要基于自旋态、功函数、活性中心和能带结构。

要点二：通过介绍各种受氧化态调控的CO2RR催化剂(如铜基催化剂、其他金属催化剂、原子分散金属催化剂和碳材料)，我们展示了调控催化剂氧化态及其催化性能的策略。

要点三：通过氧化态调节可以有效提高CO2RR的性能，氧化态调节本质上是基于促进CO2活化、调节中间体吸附和促进碳碳偶联。此外，为了实时监测氧化态的动态演变并确定活性位点，我们还强调了参与这一快速发展领域的原位/操作技术的进展。

文章链接

Regulating the oxidation state of nanomaterials for electrocatalytic CO2 reduction
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ee/d0ee02747b#!divAbstract



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