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黄柏标教授团队在二氧化碳电催化还原制备乙烯方面获重要进展
2020-03-06 15:27  

    近日,山东大学晶体材料国家重点实验室黄柏标教授团队,提出通过对Cu2O纳米颗粒的晶面调控,实现高效电催化二氧化碳制乙烯。相关研究成果以“Cu2O nanoparticles with both {100} and {111} facets for enhancing the selectivity and activity of CO2 electroreduction to ethylene”为题,发表在Advanced Science DOI10.1002/advs.201902820IF=15.8)上。文章第一作者为晶体材料国家重点实验室2015级博士生高玉刚,通讯作者为黄柏标教授和王泽岩教授,山东大学为独立完成单位。  

目前,如何实现二氧化碳还原至多碳产物的高选择性是该领域内的重大挑战。而晶体的各向异性通常能够导致其物理化学性质和催化性质的改变。基于此,黄柏标教授团队提出通过晶面调控,控制Cu2O纳米颗粒的暴露晶面,来增强CO2还原产物乙烯的选择性。研究结果发现,相对于{111}晶面和{100}晶面暴露的Cu2O,同时暴露{100}{111}晶面的Cu2O纳米颗粒具有更为优异的乙烯选择性。结合第一性原理计算,并基于本团队前期提出的“晶面间电子转移”理论,发现乙烯选择性的提高源于Cu2O{100}{111}晶面之间的协同效应,其一方面可以促进C-C偶联另一方面有利于产物C2H4的脱附。该工作为通过晶面调控来增强Cu基催化剂电催化还原CO2性能提供了一个新的途径。

近年来,黄柏标课题组一直致力于能源和环境材料的研究和开发,在表面等离子体增强光催化、极性半导体光催化材料、单晶光电极、红外光响应光催化材料、金属有机框架材料全解水、钙钛矿产氢和二氧化碳转化利用等方面取得系列创新性成果,在Angew. Chem. In. Ed., J. Am. Chem. Soc., Adv. Mater., Chem. Mater., Nano Energy, Light: Sci. Appl., Energ. Environ. Sci., J. Mater. Chem. A; Appl. Catal. B等国际知名期刊上发表SCI论文500余篇,总引用超过20000次,26篇论文入选ESI高被引用论文,授权发明专利30余项。20182019年连续入选“全球高被引科学家”,2014-2019年连续入选Elsevier“中国高被引学者榜单”。

该工作获得了国家自然科学基金,山东省泰山学者计划,晶体材料国家重点实验室的大力支持。

山大晶体材料国家重点实验室Adv. Sci. : 调控Cu2O纳米颗粒高效电催化还原CO2成C2H4

文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201902820

 

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