高催化活性M-BHT（M=Co,Cu）电催化还原CO 2 为CH 4 的密度泛函理论研究（英文）

具有独特电子结构和丰富催化位点的二维金属有机框架材料是具有高活性的CO 2 还原反应的电催化剂.本文基于密度泛函理论（DFT）计算,发现单层Co-BHT（BHT=benzenehexathiol,苯六硫醇）将CO 2 还原为CH 4 时具有很高的催化活性.吉布斯自由能变化计算结果表明,在Co-BHT上将CO 2 还原成CH 4 的最佳反应路径为CO 2 → * COOH→CO→ * CHO→ * CHOH→ * CH→ * CH→ * CH 3 →CH 4 ;整个反应的速度控制步骤为 * CO→ * CHO;速度控制步骤的吉布斯自由能变化（ΔG L ）为0.66 eV,比在二维Cu-C 3 N 4 （ΔG L =0.75 eV）和传统的Cu（211）表面（ΔG L =0.74 eV）将CO 2 还原为CH 4 的吉布斯自由能变化都小.而在单层Cu-BHT表面的反应路径和速度控制步骤（CO 2 → * COOH）与Co-BHT均不同,且ΔG L 为0.76 eV.与Cu-BHT相比,Co-BHT将CO 2 还原为CH 4 的ΔG L 更低,这可能归因于Co-BHT的d能带中心高于Cu-BHT,导致Co-BHT与中间体的相互作用更强.