SnO2/Sn3O4异相工程促进二氧化碳电催化还原生成甲酸

作     者：吴君 谢颖 杜世超 任志宇 于鹏 王秀文 王贵领 付宏刚 Jun Wu;Ying Xie;Shichao Du;Zhiyu Ren;Peng Yu;Xiuwen Wang;Guiling Wang;Honggang Fu

作者机构：Key Laboratory of Superlight Materials and Surface Technology of Ministry of EducationCollege of Materials Science and Chemical EngineeringHarbin Engineering UniversityHarbin 150001China Key Laboratory of Functional Inorganic Material ChemistryMinistry of Education of ChinaSchool of Chemistry and Materials ScienceHeilongjiang UniversityHarbin 150080China 

基　　金：the National Natural Science Foundation of China(21573062,21631004 and 21901065) the Natural Science Foundation of Heilongjiang Province(B2018008) the Youth Science and Technology Innovation Team Project of Heilongjiang Province(2018-KYYWF-1593) the University Nursing Program for Young Scholars with Creative Talents in Heilongjiang Province(UNPYSCT-2018009) 

出 版 物：《Science China Materials》 (中国科学（材料科学（英文版）)

年 卷 期：2020年第63卷第11期

页      码：2314-2324页

摘      要：锡(Sn)基电催化剂可以以可持续能源为动力将二氧化碳转化为甲酸,因而获得越来越多的关注,但其催化二氧化碳还原反应(CO2RR)的能力仍然达不到商业应用要求,因此开发高效Sn基催化剂极为重要.本文利用简单的水热过程,首次设计合成得到以Sn3O4为主的具有高密度相界面的片状Sn O2/Sn3O4异相催化剂.实验和理论模拟结果表明,异相界面的电荷再分布和内建电场促进了CO2的吸附和HCOO*的形成,加速了催化剂和反应物之间的电荷转移,最终大大提高了Sn O2/Sn3O4异相催化剂对CO2RR的内在活性.同时,在CO2RR过程中原位生成的多孔结构和金属Sn改善了反应物和电子在Sn O2/S n3O4片内的传质和传荷.Sn O2/S n3O4异相催化剂对CO2RR表现出较高的活性和选择性,提高了CO2还原电流密度.在-0.9 VRHE时甲酸的法拉第效率为88.3%,且对CO2RR具有长期的耐受性.该研究结果表明,异相界面工程是调节先进催化剂性能的一种有效策略.

主 题 词：二氧化碳还原 可持续能源 催化剂性能 CO2还原 电催化剂 设计合成 内建电场 电荷转移 

学科分类：083002[083002] 0830[工学-生物工程类] 081702[081702] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 0805[工学-能源动力学] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.1007/s40843-020-1361-3

馆 藏 号：203980904...