通过将AgNP纳入N-doped有序中等孔碳结构中,提高CO2电还原的稳定性
Järi Van den Hoek1, Nick Daems1, Sven Arnouts1,2
1Applied Electrochemistry and Catalysis (ELCAT), University of Antwerp, Campus Drie Eiken, Universiteitsplein 1, Wilrijk, 2610 Antwerp, Belgium.
ACS applied materials & interfaces
|December 21, 2023
概括
研究人员改善了银 (Ag) 纳米粒子催化剂的稳定性,用于将二氧化碳 (eCO2RR) 电还原为一氧化碳 (CO). 通过将Ag纳米颗粒固定在添加剂的有序半孔碳中,催化剂的耐用性和CO选择性得到了显著提高.
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.
背景情况:
- 使用银 (Ag) 纳米粒子将二氧化碳 (eCO2RR) 电还原为CO,这是一个关键的碳捕获和利用 (CCU) 策略.
- 由于粒子脱离和聚合,Ag纳米颗粒的长期稳定性不足阻碍了工业CCU应用.
研究的目的:
- 为了提高Ag纳米粒子电催化剂的运行稳定性和耐用性,用于eCO2RR.
- 为稳定的Ag纳米粒子催化剂开发一个可扩展的合成路径.
主要方法:
- 纳米颗粒封闭策略被采用,将Ag纳米颗粒定在剂合的有序半孔碳 (NOMC) 框架上.
- 包括固剂,Ag纳米粒子重量百分比和碳支类型在内的合成参数得到了优化.
- 使用了电化学和物理化学表征方法 (XRD,ICP-MS,SEM,TEM,XPS).
主要成果:
- 与商业Ag纳米颗粒相比,优化的Ag/软NOMC催化剂表现出更好的稳定性和CO选择性 (∼80%).
- 纳米粒子限制策略显著降低了粒子的移动性,减轻了降解机制.
- 在Ag/软NOMC催化剂72小时后,与商业Ag NP相比,CO选择性得到了267%的改善.
结论:
- 在NOMC框架内定Ag纳米颗粒是一种有前途的策略,可以提高eCO2RR的催化剂稳定性和耐用性.
- 这种方法有效地减少了Ag纳米粒子的移动性,从而提高了长期性能和CO选择性.
- 开发的方法为更高效,更稳定的工业CCU技术提供了途径.
