通过价值状态和可控制的Bi-Sn/CeO2纳米氧气空位来促进电化学CO2减少
Jing Xue1, Xiangmin Fu1, Shuo Geng1
1School of Chemistry and Chemical Engineering, Guizhou Provincial Key Laboratory of Green Chemical and Clean Energy Technology, Guizhou University, Guiyang, 550025, China.
Journal of environmental management
|June 14, 2023
概括
研究人员开发了一种新型的催化剂,在二氧化纳米棒上结合了锡和,以有效的电催化减少二氧化碳以形成. 这种新材料显著提高了格式的生产和稳定性,为二氧化碳转化和可再生能源储存提供了一个有前途的途径.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 催化剂是一种催化剂.
- 环境科学 环境科学
背景情况:
- 电催化二氧化碳还原反应 (CO2RR) 形成是二氧化碳转化和可再生能源储存的高效方法.
- 开发有效的催化剂对于提高格式选择性和抑制进化至关重要.
- 锡 (Sn) 和 (Bi) 的组合在将CO2RR转向格式生产方面表现有前途.
研究的目的:
- 为CO2RR设计和合成具有可控制的价值状态和氧空位 (Vo) 度的新型Bi-和Sn-定CeO2纳米基催化剂.
- 研究还原处理对催化剂性能的影响.
- 优化催化剂的组成和结构,以提高格式生产和选择性.
主要方法:
- 通过受控还原处理合成Bi-和Sn-定CeO2纳米棒.
- 对CO2RR的电催化性能测试,包括法拉第效率 (FE格式) 和选择性测量.
- 描述技术包括现场减弱总反射率-里埃变换红外光谱 (ATR-FTIR) 和密度函数理论 (DFT) 计算.
主要成果:
- m-Bi1Sn2Ox/CeO2催化剂在 -1.18 V 和 RHE 之间实现了 87.7% 的非凡的 FE 形式.
- 高格式选择性 (>80%FE格式) 在KHCO3电解质中维持了20多小时.
- 性能提升归因于高表面Sn2+度,Bi,Sn和CeO2之间的电子移位,以及优化的Vo度,这些都促进了CO2吸附,激活和HCOO*中间体的形成.
结论:
- 可控制的价值状态和氧空度在Bi和Sn固的CeO2纳米棒中是设计高效的CO2RR催化剂的有效策略.
- 优化的m-Bi1Sn2Ox/CeO2催化剂在电催化降低二氧化碳的过程中表现出色.
- 这项工作为二氧化碳转化应用的合理催化剂设计提供了一条途径.
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