二维NiFe-N_(x)-C催化剂的制备及电催化二氧化碳还原性能研究  

Synthesis of 2D NiFe-N_(x)-C materials for electrocatalytic CO_(2)reduction

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作  者:李京 李阳[1] 范晓彬[1] 张凤宝[1] 张国亮[1] 夏清[1] 彭文朝[1] LI Jing;LI Yang;FAN Xiaobin;ZHANG Fengbao;ZHANG Guoliang;XIA Qing;PENG Wenchao(School of Chemical Engineering and Technology,Tianjin University,Tianjin 300072,China)

机构地区:[1]天津大学化工学院,天津300072

出  处:《化学工业与工程》2024年第2期12-23,共12页Chemical Industry and Engineering

基  金:国家自然科学基金(U20A20153);天津市科技支撑计划重点项目(20YFZCSN00610);河北省社会科学基金(HB16SH010);物质绿色创造与制造海河实验室资助(CYZC202107)。

摘  要:为降低碳基催化剂Ni-N位点上CO_(2)的活化能垒,并解决Fe-N位点上的CO中毒问题,以NaCl为模板,采用限制溶剂生长和热解法合成了具有NiFe-Nx双活性位点的超薄二维碳基催化剂(ZNF-900)。结果显示:ZNF-900具有超高的电催化CO_(2)还原生成CO的选择性(FECO>97%)和电流密度(j_(CO)=37.3 mA·cm^(-2))。通过XPS、Raman等表征和EIS、Tafel斜率等电化学分析方法,证明Ni和Fe之间存在协同促进作用,从而促进了催化剂表面CO_(2)分子的吸附和CO产物的脱附。In order to reduce the energy barrier of CO_(2)activation at Ni-N sites and solve the problem of CO poisoning at Fe-N sites,an ultra-thin two-dimensional carbon-based catalyst(ZNF-900)with NiFe-Nx active sites was synthesized by limited solvent growth and pyrolysis methods.The ZNF-900 has ultra-high selectivity(FECO>97%)and CO partial current density(j_(CO)=37.3 mA·cm^(-2))for electrocatalytic CO_(2)reduction to CO.By XPS,Raman,EIS,Tafel slope and other analytic methods,it is proved that there is a synergistic promoting effect between Ni and Fe,which promotes the adsorption of CO_(2)mole-cules and the desorption of CO products on the surface of catalysts.

关 键 词:二维碳基催化剂 协同催化 CO_(2)还原 电催化 

分 类 号:TQ151.5[化学工程—电化学工业]

 

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