铜基催化剂可高效地将二氧化碳转化为甲烷！

鉴于此，近期由斯大学材料科学家普利克尔-阿贾扬（Pulickel Ajayan）等研究人员在《先进材料》（Advanced Materials）上发表了题为“Cooperative Copper Single Atom Catalyst in Two-dimensional Carbon Nitride for Enhanced CO ₂ Electrolysis to Methane”的研究成果。

该研究开发出了一种方法，可以将二氧化碳中的碳与氢原子结合，形成甲烷--一种宝贵的燃料和工业原料。这种方法依赖于电解和通过在二维聚合物模板上接枝孤立的铜原子而开发的催化剂。

克服这些挑战对于大规模关闭人工碳循环至关重要，而开发高效且经济实惠的催化剂则是实现这一目标的关键一步。聚合物模板由交替排列的碳和氮原子构成，具有微小的孔隙，铜原子可以以不同的距离相互嵌入其中。催化剂在室温下在水中组装，铜原子取代了聚合物模板中的主要金属离子。在反应器中进行测试时，催化剂能够将一半的细胞中的二氧化碳还原为甲烷，同时在另一半细胞中产生氧气。

XPS调查扫描显示（a）Cu-PHI和（b）Cu-PTI催化剂的元素组成。

该研究发现，调整铜原子之间的距离可以降低关键反应步骤所需的能量，从而加速化学反应。这种铜原子之间的相互作用有助于高效且高度选择性地生成甲烷。

这种研发的催化剂是目前已知的电解二氧化碳转化为甲烷过程中最快速、最高效的催化剂之一，它将推动该转化过程在基础科学理解和性能水平两个方面取得进展。

解决系统级能量和碳转化效率问题的廉价高效材料，如此类催化剂，将有助于工业化电化学二氧化碳还原技术的发展。 这一新型催化剂的设计和开发是应对能源和可持续发展挑战的核心。单原子分散催化剂为此项工作提供了激动人心的方法。

参考文献

Soumyabrata Roy et al, Cooperative Copper Single Atom Catalyst in Two‐dimensional Carbon Nitride for Enhanced CO2 Electrolysis to Methane, Advanced Materials (2023). DOI: 10.1002/adma.202300713

END

资料领取

回复你需要资料的关键词，查看领取

后台回复 “ChemDraw ” 领取破解版安装包

回复 “MestReNova” 领取破解版安装包

回复 “EndNote X9.1 ” 领取破解版安装包

回复 “有机化学” 领取经典化学书籍

回复 “科研礼包” 领取更多丰富所需资料

回复 “资料全集” 领取5款破解版资料

有偿征稿

本平台长期征稿，投稿请发至邮箱： ，目前仅接受原创首发类相关稿件或顶级化学外刊文献的前沿解读。来稿邮件标题：【微信投稿】+文章标题+作者、稿件请以附件方式发送，我们将从中挑选并发表在“化学科讯”微信公号。一经发表，稿酬丰厚，欢迎赐稿，期待佳作。

NO. 1

往期推荐

Historical articles

Nature！清华大学又一篇最新成果登刊！

太惨了！被踢出SCI，陆续撤回中国学者91篇文章，涉及众多名校，原因竟然是....

Matter：中国科学院理化所最新成果登刊！

重大突破！地方强校，再发Science！

打破校史，陕西理工大学合作迎来首篇Nature！

END

 官方建群啦！

化学科讯组建了 合成生物学、高校产学研、有机合成、医药产业、材料高分子、分析检测、硕士、博士 等多个相关领域的实名制 微信交流群 ，扫描下方二维码即可入群！

点击“阅读原文”

立即加入微信交流