《Chem. Mater.》：应力调控的Pd/Cu核壳二十面体用于CO₂电还原制备组分可调的合成气

Strain-regulated Pd/Cu core/shell icosahedra for tunable syngas electrosynthesis from CO₂

Hanjun Li, Nan Zhang*, Shuxing Bai, Longsheng Zhang, Feili Lai, Yao Chen, Xiangmiao Zhu, Tianxi Liu*

Chem. Mater. 2022, DOI: 10.1021/acs.chemmater.2c01917

电催化CO₂制备高价值化学品是一种理想的CO₂转化方法。如何抑制析氢副反应（HER）并提高催化剂CO₂还原反应（CO₂RR）本征活性是实现CO₂高效转化的关键。尽管研究人员已经提出多种策略来抑制HER，但对CO₂RR目标产物的低选择性仍然是一个挑战。为了解决这个问题，充分利用HER和CO₂RR的产物，将这两种产物结合得到合成气（H₂和CO）也是转化和利用CO₂的有效途径。合成气的组分在Fischer-Tropsch和甲醇合成等反应中对控制产品选择性起着重要作用。然而，如何控制H₂/CO摩尔比在理想范围内，同时实现高CO₂RR活性并非易事。

基于此，江南大学化学与材料工程学院刘天西教授课题组提出了应力连续调控新策略，开发了具有应力的Pd/Cu二十面体核壳催化剂，实现了CO₂电化学还原制备合成气的连续调控。在Pd二十面体表面沉积Cu，诱导壳层产生拉伸应力，得到了应力调控的新型Pd/Cu二十面体核壳结构。产物中H₂/CO摩尔比随着应力强度的变化可实现从1/1到3/1的大范围调控。Cu壳层的拉伸应力调控了催化剂电子结构，促进了CO在催化剂表面的脱附，增强了反应物及中间体吸附，提升了CO₂电还原性能。这项工作揭示了表面应力调控如何在分子水平上调节电催化性能，为调控CO₂RR性能提供了新策略。

本论文第一作者为2020级硕士研究生李晗君，通讯作者为张楠副教授和刘天西教授。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.2c01917

Pd二十面体和Pd/Cu核壳二十面体的制备流程及结构表征