在电催化CO2降低过程中对Au纳米粒子的尺寸稳定性和H2/CO选择性
Jamie A Trindell1, Jan Clausmeyer1, Richard M Crooks1
1Department of Chemistry, Texas Materials Institute, The University of Texas at Austin , 105 East 24th Street, Stop A5300, Austin, Texas 78712-1224, United States.
Journal of the American Chemical Society
|November 4, 2017
概括
在二氧化碳电催化过程中,更高一代树枝体稳定金纳米粒子 (AuNPs),防止其生长,并使纳米粒子功能的准确研究成为可能. 这种稳定性对于理解催化中的纳米粒子行为至关重要.
科学领域:
- 纳米材料科学
- 电催化
- 表面化学
背景情况:
- 金纳米粒子 (AuNP) 是减少二氧化碳的有希望的电催化剂.
- 在催化过程中控制AuNP的大小和稳定性对于理解它们的功能至关重要.
- 在电催化过程中,酸盐和低生成的树枝体无法稳定小AuNP.
研究的目的:
- 调查二氧化碳电催化过程中树脂聚合物生成对AuNP稳定性的影响.
- 确定更高一代树枝膜是否可以在减少条件下阻止AuNP的生长.
- 将AuNP的大小和稳定性与电催化性能相关联.
主要方法:
- 使用酸盐稳定的AuNP,G6-OH DEN和G8-OH DEN进行电催化降低CO2.
- 在电解前和之后使用像TEM (隐含) 这样的技术来描述AuNP的大小和多分散性.
- 电化学测量以评估催化活性和产品选择性 (H2与CO).
主要成果:
- 在0.80V电解过程中,酸盐稳定和G6-OH DEN稳定的AuNP (∼2nm) 显著增长 (至6-7nm).
- 即使在-1.20V,G8-OH DENs也有效地稳定了AuNP (1.7 ± 0.3 nm到2.2 ± 0.5 nm).
- 稳定,较小的G8-OH DEN封装AuNP有利于H2生产而不是CO,这挑战了以前归因于AuNP增长的发现.
结论:
- 像G8-OH DEN这样的更高一代树脂是电催化二氧化碳减排中AuNP的优质稳定剂.
- 在催化过程中AuNP的增长可能导致对内在催化性质的误解.
- 与较大,成长的纳米粒子相比,稳定,小的AuNP表现出不同的催化行为.
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