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ACS Nano：具有协同氧空位的Sn掺杂剂在低过电位下促进CuO纳米片上CO2电还原为CO

NavyLIu
2022-10-19


利用电化学CO2还原反应（CO2RR）与铜基电催化剂实现碳中性循环仍然是一个重大挑战，因为其选择性低，稳定性差。通过缺陷工程或掺杂来调节表面电子分布可以有效提高CO2RR性能。近日，华南理工大学邓洪、加拿大西安大略大学孙学良院士合成了含氧空位和锡掺杂的Vo-CuO（Sn）纳米片电催化剂，用于CO2RR合成CO。

 

本文要点：

1) 密度泛函理论计算证实，氧空位和锡原子的结合大大降低了*COOH和*CO中间产物形成的能垒，从而实现了CO2RR转化CO的高效率、低过电位和优异的稳定性。这种电催化剂在420 mV的低过电位下，对CO具有99.9%的法拉第效率（FE）。在相对于可逆氢电极（RHE）−1.03 V下，电流密度高达35.22 mA cm-2。Vo-CuO（Sn）的FECO可在较宽的电位区间内（−0.48至−0.93 V vs. RHE）保持95%以上。

 

2) 此外，该催化剂经过超过180小时的长期稳定性测试，其活性仅略有下降。因此，该研究为设计环保型电催化剂以提高CO2RR向CO转化的选择性和稳定性提供了一条有效途径。

 

参考文献：

Zhong Xiaohui et.al Sn Dopants with Synergistic Oxygen Vacancies Boost CO2 Electroreduction on CuO Nanosheets to CO at Low Overpotential ACS Nano（2022）

DOI: 10.1021/acsnano.2c08436

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c08436




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