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Compensating the impurities on the cu surface by MOFs for enhanced hydrocarbon production in the electrochemical reduction of carbon dioxide

引用

Journal of Energy Chemistry 2022年第3期31卷 68-73,I0003页

作者： Shin Joon Kang Jong Ho Won Hansaem Choi Woohyeong Sim Mun Kyoung Kim Siraj Sultan Youngkook Kwon Hyung Mo Jeong School of Mechanical Engineering and Department of Smart Fab.Technology Sungkyunkwan University2066 Seobu-roJangan-guSuwon 16419Republic of Korea Department of Chemistry Kookmin University77 Jeongneung-roSeongbuk-guSeoul 02707Republic of Korea School of Energy and Chemical Engineering Emergent Hydrogen Technology R&D CenterUlsan National Institute of Science and Technology50 UNIST-gilUlsan 44919Republic of Korea

Copper(cu)provides a cost-effective means of producing value-added fuels through the electrochemical reduction of carbon dioxide(CO_(2)RR).However,we observed the production of hydrocarbons via CO_(2)RR on commercial cu films is less efficient because of the surface impurities,i.e.,*** monoxide(CO),a reaction intermediate of CO_(2)RR to hydrocarbons,binds strongly to the Fe sites and interrupts the production of hydrocarbons,resulting in an active hydrogen evolution reaction(HER).Herein,we report a method of blocking the effect of Fe impurities on the cu surface through the preferential growth of nano-sized metal-organic frameworks(MOFs)on Fe *** zirconium(Zr)-based MOFs(UiO-66)forms a compensating layer on cu film via the terephthalic acid(TPA)-Fe coordination bond,the Ui O-66 coated cu film(UiO-66@cu)presents significantly improved hydrocarbon Faradaic efficiency(FE)of 37.59%compared to 14.68%FE on commercial cu film(99.9%purity)by suppressing *** to X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)analysis,the UiO-66 ligand binds to entire metallic Fe site on the cu surface,while metallic cu is ***,UiO-66@cu provides active sites of cu for CO_(2)RR and leads to highly efficient and selective production of hydrocarbons.

关键词： impurity on cu film Zr-based MOFs Electrocatalysts CO_(2)reduction Hydrocarbon

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