Angew：电化学原位构建碳纸-聚合碳-金属三维电极用于CO2还原

纳米技术

2021-03-11

电化学CO₂还原反应是重要的课题，对此而言其中关键之处在于设计高活性、高选择性的稳定催化剂。有鉴于此，华东师范大学吴海虹，中科院化学所韩布兴、Qinggong Zhu等报道了一种通过原位电化学合成方法构建了三维多级结构金属/聚合物-碳纸电极材料。在制备过程中，作者通过原位电化学聚合过程在电极上制备3D聚合物层结构材料，随后三维金属层修饰在碳聚合物和碳纸电极上，从而构建了金属/聚合物-碳纸电极。

本文要点：

（1）

该方法是一种普适性合成策略，作者将该方法实现了Cu、Pd、Zn、Sn金属，多种聚合物（聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等单聚物或共聚物）的合成。

（2）

当选择不同的金属，该电极能够有效的将CO₂电化学还原为各种产物，比如C₂H₄，CO，HCOOH等产物。比如，在Cu/PANI-CP电极和H型电解池中，能够实现59.4 %的法拉第效率、30.2 mA cm^-2电流密度，而且电极的催化活性非常稳定。通过控制性实验、理论计算进行结合，验证了三维结构的金属、电化学原位生成的电极结构是优异电化学性能的关键。本文工作为设计稳定高活性的CO₂电催化还原电极提供经验和指导。

参考文献

Shuaiqiang Jia, Qinggong Zhu*, Mengen Chu, Shitao Han, Ruting Feng, Jianxin Zhai, Wei Xia, Mingyuan He, Haihong Wu*, Buxing Han*, Hierarchical metal‐polymer hybrids for enhanced CO₂ electroreduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2021

DOI: 10.1002/anie.202102193

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202102193