【做计算 找华算】理论计算助攻顶刊，10000+成功案例，全职海归技术团队、正版商业软件版权！经费预存选华算，高至15%预存增值！铜(Cu)能有效地电化学催化CO2还原反应(CO2RR)生产高附加值的燃料和化学品，其中甲烷(CH4)以其高能量密度引起了人们的关注。但是，CO和CHxO在Cu表面的吸附能之间的线性尺度关系限制了对CH4的选择性。有研究表明，将高亲氧性的金属与铜合金化，可以增强*CHxO中的O与嗜氧金属的结合，这可以在不影响CO(11)吸附行为的情况下增加*CHxO的吸附能。同时，增强的金属−氧(M−O)键可以促进*CH3O中C−O键的断裂，提高CH4的选择性。因此，嗜氧金属与铜的合金化将通过调节*CHxO的吸附促进CO2RR生成CH4。基于此，天津大学巩金龙课题组通过可控电沉积的方法成功将嗜氧金属与铜合金化(MmCu100−m，M=La，Pr，Y，Sm；m=0，2，5，7)，以促进CO2高选择性地转化为CH4。实验结果表明，优化的La5Cu95催化剂的CH4法拉第效率最高达到64.5%，部分电流密度为193.5 mA cm−2。此外，在流动电池中进行了6小时的长期试验，结果表明La5Cu95具有良好的稳定性：反应过程中产物分布和电位保持稳定；并且在进行CO2RR稳定性测试前后，La5Cu95电催化剂的形貌、组分和相结构没有发生明显变化。原位ATR-SEIRAS光谱和密度泛函理论(DFT)计算表明，La5Cu95电催化剂上的C1产物的活性增强可以归因于CO2转化为*COOH，以及*CO转化为*CHO放热步骤。从能量分布来看，*CH3O倾向于破坏C−O键并在La5Cu95(111)表面形成气态CH4，而*CH3O生成CH3OH是吸热的。此外，ICOHP分析表明，La的合金化不仅稳定*CHxO，而且通过形成稳定的La−O键促进*CH3O的C−O断裂，从而将反应途径指向CH4。因此，在铜中引入嗜氧金属可以通过调节*CHxO吸附来调节反应途径和产物分布，为铜基电催化剂的设计提供了一条新的途径，以实现CO2RR高选择性转化为目标产物。Modulation of *CHxO Adsorption to Facilitate Electrocatalytic Reduction of CO2 to CH4 over Cu-Based Catalysts. Journal of the American Chemical Society, 2023. DOI: 10.1021/jacs.2c12006【做计算 找华算】华算科技专注DFT代算服务、正版商业软件版权、全职海归计算团队，10000+成功案例！计算内容涉及材料结构、掺杂、缺陷、表面能、吸附能、能带、PDOS、反应路径、OER、HER、ORR、CO2RR、NRR、自由能台阶图、火山理论、d带中心、电位、容量、电导率、离子扩散、过渡态+AIMD、HOMO/LUMO、电池材料、电解液、异质结、半导体等。用户研究成果已发表在Nature Catalysis、JACS、Angew.、AM、AEM、AFM、EES等国际顶级期刊。添加下方微信好友，立即咨询（电话/微信：13129551561）：