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Nano Letters:电荷不对称双位点上聚乙烯直接光重整

时间:2022-12-21 来源: 浏览:

Nano Letters:电荷不对称双位点上聚乙烯直接光重整

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温和条件下,实现聚乙烯直接光重整制备高能量密度 C 2 燃料具有重要意义,但仍面临巨大挑战,这部分归因于传统单催化中心催化剂上吸附的 *CH 2 CH 2 的极端不稳定性。

近日, 中科大孙永福教授 设计了通过掺杂低电负性原子诱导电荷不对称双位的光催化剂,旨在实现在常温常压下将 PE 直接光重整制 C 2 燃料。

本文要点
要点1.  Zr 原子掺杂的 CoFe 2 O 4 量子点为例, XANES 谱表明,掺杂后的 Zr-CoFe 2 O 4 量子点中邻近的 Fe 原子上的电子浓度增加,计算的 Bader 电荷和微分电荷密度图进一步证实了这一点。同时,原位 FTIR 光谱和 CO 2 光还原实验表明,生成的 CH 3 COOH 不是 CO 2 还原,而是 PE 的顺序键断裂和逐步氧化直接降解生成的。

要点2.  密度泛函理论( DFT )计算证明,由于掺杂导致的电荷离域,导致了以电荷不对称为主的 Zr-Fe 双位点,从而增强了 CH 2 CH 2 中间体的吸附。

要点3.  结果表明,在常温常压下制备的 Zr-CoFe 2 O 4 量子点的 CH 3 COOH 生成速率为 1.10 mmol g −1 h −1 ,约为 CoFe 2 O 4 量子点的 2.5 倍,液体产物的选择性接近 100%

简而言之,这项工作为设计高效催化剂开辟了新的途径,以实现在常温常压下将 PE 光重整为 C 2 燃料。

Xingchen Jiao, et al, Direct Polyethylene Photoreforming into Exclusive Liquid Fuel over Charge-Asymmetrical Dual Sites under Mild Conditions, Nano Lett., 2022

DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c03813

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c03813

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