ACS Catal.：在CO电化学还原过程中含镍氮掺杂碳催化剂的结构敏感性和转化

liudi小狮子

2020-02-18

镍单原子负载在氮掺杂碳材料作为高性能催化剂，由于其明确的结构，可能会促进电催化二氧化碳还原反应（eCO₂RR）技术的广泛应用。但是，实际材料不太可能表现出均匀的位点结构，这限制了当前致力于设计理想模型以供将来应用的工作范围。近日，苏黎世联邦理工学院的Javier Pérez-Ramírez教授课题组合成了不同的镍粒子（单个原子或纳米颗粒上）负载在氮掺杂碳材料，并测试了其对于eCO₂RR的催化性能。

本文要点：

1） 单个原子表现出对CO的特征性的高选择性。但是，这不会由于金属纳米颗粒负载在减少氮含量的载体上而改变。相反地，通过胶体途径结合的纳米颗粒可促进依附性的产氢反应。

2） 在这些系统中，CO的选择性会随着重复暴露于电势而演变，达到可与单原子相比的值。通过引入CO溶出伏安法作为此类材料的表征工具，我们确定了金属表面积的降低，这表明纳米颗粒的表面会被CO所改变。

3） 他们的这些发现突显了动力学效应在eCO₂RR催化剂设计中的关键作用。

参考文献

Simon Büchele et al. Nickel-Bearing Nitrogen‑Doped Carbons in the Electrochemical Reduction of CO₂. ACS Catal., 2020.

DOI: 10.1021/acscatal.9b05333

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.9b05333