ACS Catal：NxC-Cu核壳催化剂调控CO2电催化产物

纳米技术

2023-08-20

调节电催化剂的电子结构和形貌能够维持CO₂电催化还原催化剂的选择性。有鉴于此，汕头大学李振等使用掺杂氮碳修饰Cu催化剂，能够将电催化还原CO₂的产物从CH₄变为CH₂CH₂。

主要内容

（1）

构筑的核壳结构Cu@N_xC催化剂能够很好的抑制HER催化，同时促进CO₂电化学还原。在-1.4 V vs RHE的过电势，Cu@N_xC-350℃在电催化还原CO₂的过程中实现了90 %的选择性，其中CH₂CH₂的法拉第效率达到54 %；在相同的过电势，Cu@N_xC-450 ℃的主要产物为C1，其中CH₄的法拉第效率达到63 %。

（2）

通过详细表征，发现这种产物的选择性变化不是调控Cu的电子结构，而是来自修饰的N_xC壳。Cu@N_xC催化剂N_xC的吡咯N有助于生成桥连*CO，因此生成CH₄。N_xC的吡啶N容易C-C偶联，生成CH₂CH₂产物。

本文研究结果说明化学环境对于CO₂电催化还原产物的重要影响。

参考文献

Yanjia Cui, Chao Kong, Caili Yang, Yingshi Su, Yonghui Cheng, Defu Yao, Guanli Chen, Kangjin Song, Ziyi Zhong, Yibing Song, Gongwei Wang, Zhen Li*, and Lin Zhuang, NxC-Induced Switching of Methane and Ethylene Products’ Selectivity from CO₂ Electroreduction over Cu Catalyst, ACS Catal. 2023, 13, 11625–11633

DOI: 10.1021/acscatal.3c02451

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.3c02451