高分散的Cu-Cu2O-CeOx接口在减少的石墨烯氧化物上的CO2电还原到C2+产品
Ziyang Zhang1, Xin Wang2, Hao Tian2
1Tianjin Key Laboratory of Applied Catalysis Science & Technology, School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin 300072, China; Research Institute of Petroleum Processing, SINOPEC, Beijing 100083, China.
Journal of colloid and interface science
|February 8, 2024
概括
这项研究开发了一种新的Cu-Cu2O-CeOx接口,用于降低氧化石墨烯氧化物,以有效的电化学降低CO2到多碳产品. 接口增强了CO2激活和C-C合,实现了高选择性和电流密度.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- Cu0-Cu+接口对于对多碳产物 (C2+) 的电化学二氧化碳还原反应 (CO2RR) 至关重要.
- 稳定的Cu+物种在减少CO2RR的条件下很难维持.
- 开发稳定和高效的接口是提高C2+选择性的关键.
研究的目的:
- 在减少的氧化石墨烯 (rGO) 上构建一个高度分散和稳定的Cu-Cu2O-CeOx接口.
- 调查这种接口在促进电化学二氧化碳减排到C2+产品中的作用.
- 了解Cu物种和CeOx在催化过程中的协同效应.
主要方法:
- 利用强大的静电相互作用,使Cu2+和Ce3+在石墨烯氧化物上均吸附.
- 使用溶解热反应与乙烯基醇和硫尿素在rGO上形成Cu2S-CeOx纳米复合物.
- 使用现场减弱的总反射率-红外吸收光谱学 (ATR-IRAS) 进行界面的表征.
主要成果:
- 在电流密度为230 mA cm-2和-0.9 V对比RHE时,C2+产品的法拉第效率达到了74.5%.
- 证明了Cu0,Cu+和CeOx在稳定中间体和促进CC合方面的协同作用.
- ATR-IRAS证实了H2O和CO2的增强吸附和激活,并改善了*CO中间覆盖范围.
结论:
- 在rGO上构建的Cu-Cu2O-CeOx接口有效地促进了电化学CO2减少到C2+产品.
- 物种和CeOx之间的协同作用对于稳定+和增强催化活性至关重要.
- 开发的催化剂显示出有效和选择性的二氧化碳电还原的巨大潜力.
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