水可以調(diào)節(jié)二氧化碳還原的活性和選擇性

作為枯竭化石資源的替代方法，從化石燃料燃燒中釋放出的CO 2減少為有價(jià)值的化學(xué)物質(zhì)和燃料已引起越來(lái)越多的關(guān)注。由于CO 2的高度熱力學(xué)穩(wěn)定性，找到一種可持續(xù)且成本有效的途徑在溫和條件下以高轉(zhuǎn)化率選擇性轉(zhuǎn)化惰性CO 2仍然是非常具有挑戰(zhàn)性的。水也可能是控制反應(yīng)機(jī)理的重要因素。一方面，水是與CH 3 OH 伴隨的一種產(chǎn)物。H 2 O可能觸發(fā)自催化以加速CO 2活化和甲醇生產(chǎn)。另一方面，Cu還是用于水煤氣變換(WGS)反應(yīng)及其逆反應(yīng)(RWGS)的高活性催化劑。水也可能引發(fā)或抑制副反應(yīng)，這可能會(huì)影響選擇性。

最近，華東理工大學(xué)的Cao博士和P. Hu教授的小組系統(tǒng)地分析了地表水對(duì)每個(gè)基本步驟的影響，以揭示其在階梯式Cu(211)表面上CO 2加氫中的作用。分別從電子結(jié)構(gòu)，能量和動(dòng)力學(xué)的角度探討了水對(duì)CO 2加氫的影響。基于密度泛函理論(DFT)計(jì)算的微動(dòng)力學(xué)模擬，定量比較了不存在和存在水之間的機(jī)理。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)水的自催化可以有利于通過(guò)質(zhì)子轉(zhuǎn)移形成COOH中間體。這加速了CO的生成，但并沒(méi)有改善甲醇的合成，從而導(dǎo)致了更高的CO 2轉(zhuǎn)化率和對(duì)CO的選擇性。此外，微動(dòng)力學(xué)分析還揭示了水的初始分壓太高會(huì)熱力學(xué)的事實(shí)。由于OH的覆蓋率過(guò)高，抑制了CO 2轉(zhuǎn)化。因此，這是首次公開如何通過(guò)改變H 2來(lái)調(diào)節(jié)CO 2加氫的活性和選擇性。O壓力。