近几十年来，二氧化碳排放量的增长以及由此发生的环球变温和天气变革题目越来越严峻。响应地，选择性地将CO2复原为甲醇(CH3OH)和甲烷(CH4)等可循环使用的增值化学品已被以为是完成生态体系可继续开展的一种有出路的战略。
克日，郑州大学李顺方和张丽丽等以CuN/MoS2/Ag(111)异质布局(N=1-8)为模子，接纳第一性原理盘算办法，创建了静态单簇催化剂(DMSCC)的新观点，用于CO2高效选择性复原为CH3OH。研讨发明，固然Cu2和Cu8由于电子关闭壳层的特征而成为气相中的共同团簇，但当Cu3和Cu7堆积在MoS2/Ag(111)外表时，由于强电磁感到和电荷转移构成强Cu-S离子键，使得Cu30.63+物种比相邻的物种愈加波动，最靠近电子关闭壳层。别的，CO2复原历程中的一切两头体和产品都间接吸附在Cu3团簇上。在Cu3/MoS2/Ag(111)催化体系上甲醇天生途径的决速步是H3CO*的加氢，其能垒分明低于近来报道的其他Cu基催化剂和SAC系统。因而，Cu3/MoS2/Ag (111) SCC系统具有优秀的CO2复原催化活性。更紧张的是，具有高嗜氧性的碱金属类电子特性和多少柔性Cu3物种的dz2轨道阐明了其对CO2活化和加氢制甲醇的高选择性催化活性(而不是天生HCOOH，其绝对较低的限速反响能垒约为1.10 eV)。关于Cu7物种，由于其具有高对称的刚性布局和类卤素元素的电子构型，拦阻了电荷从Cu活性中心向CO2的转移，因而它对CO2活化具有很高的惰性。综上，该项事情对设计和制备高效、经济的单原子标准CO2活化转化催化剂提供了肯定的实际底子。Selective Hydrogenation of CO2 to CH3OH on a Dynamically Magic Single-Cluster Catalyst: Cu3/MoS2/Ag(111). ACS Catalysis, 2022. DOI: 10.1021/acscatal.2c05072
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