9月16日消息,ChemRxiv 预印本(DOI: 10.26434/chemrxiv.15004976,9月15日更新V2版)提出对酸性CO2还原(CO2RR)阳离子效应的新解释:弱配位的四乙基铵阳离子(Et4N+)同样能在酸性介质中有效抑制析氢反应(HER),在银和铜电极上保持CO2还原的选择性,并生成C1与C2+产物。
CO2电还原制化学品的核心挑战之一,是酸性电解液中析氢副反应对法拉第效率的侵蚀。学界主流观点将选择性归因于碱金属阳离子与CO2衍生中间体的配位稳定作用。该工作显示,在1 M四乙基铵存在时,Ag与Cu电极上的CO2RR选择性与酸、中、碱介质的体相pH无关——Cu上C2+产物的生成证明,碱金属阳离子作为"共催化剂"直接参与CO2活化或C-C偶联并非必要前提。
论文的另一重警示同样关键:严格的杂质控制实验发现,毫摩尔级的三乙基铵盐(Et3NHCl)杂质就会在Cu催化剂上显著促进析氢。这意味着以往文献中部分阳离子效应的结论可能混入了杂质贡献,电解液杂质控制标准需要重估。
对电催化CO2制多碳化学品(乙烯、乙醇等)的产业化研究而言,该结果既简化了对电解质体系的理解(阳离子角色的"去神秘化"),也抬高了实验规范门槛。作者将Et4N+定位为研究阳离子与杂质效应的干净平台,为酸性CO2电解这一二氧化碳利用前沿方向提供了基础参照。
(来源:ChemRxiv)