Angew. Chem. :分子镍巯基共同物电催化复原CO2获取C1−3烃

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电催化二氧化碳复原是取得高附加值凯发品的一种可继续开展方案。现在,该偏向的大局部事情次要围绕新型电极质料的探究,对催化机理的研讨尤其是在多碳键的构成方面仍然存在着宏大的空缺。经过分子催化剂的开辟,对反响机理举行深化的研讨,完成催化体系的优化,是一种取得更高效催化剂的无效途径。但是,由于一些要害步调(如碳-氢键活化和碳-碳键偶联等)存在的高能量壁垒,分解可以天生多碳产品的分子催化剂存在着宏大的应战。


在天然界中,[Ni-Fe]-氢化酶和一氧化碳脱氢酶可以举行高选择性的质子或二氧化碳复原,这两种酶的活性中心布局都触及镍-硫单位。鉴于此,中山大学的韩治际传授等人报道了一系列联合此两类酶活性和布局特性的镍巯基共同物,经过将共同物负载于碳纸电极上,初次在分子催化剂上完成了二氧化碳复原天生丙烯和丙烷等C3产品,碳水化合物的总法拉第服从高达41.1%。



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作者经过少量的比较实行和光谱研讨,如:NMR、CV、UV-vis、ESI-MS、XPS、DLS、SEM和HR-TEM等, 对催化历程中催化剂的变革举行了细致的研讨。后果标明了此类共同物的布局在催化历程前后均坚持稳定,充实证明白其分子催化的特征。

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作者经过对化合物配原子的调控,促进了二氧化碳复原和氢化历程的协同,终极挑选出系列中活性最高的共同物5,其C1、C2、C3烃的法拉第服从辨别为18.8%、12.1%和8.7%。研讨发明一氧化碳可以大大促进共同物的催化活性,标明了Ni−CO是反响中的一个要害两头体。事情联合古人的研讨对催化机理提出了开端的假想。该事情为进一步的机理研讨(如一氧化碳的复原和偶联)提供了无效的研讨工具和新的思绪。

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文信息

Molecular Nickel Thiolate Complexes for Electrochemical Reduction of CO2 to C1–3 Hydrocarbons

Jiehao Du, Banggui Cheng, Huiqing Yuan, Yuan Tao, Ya Chen, Mei Ming, Zhiji Han, Richard Eisenberg

文章的第一作者是中山大学博士生杜杰毫,通讯作者为中山大学韩治际传授。


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202211804




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