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Co-N-C/P催化剂用于电催化二氧化碳还原

收稿日期：2024-01-30 修回日期：2024-03-12 接受日期：2024-06-12

DOI:10.20078/j.eep.20240401

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    摘要：化石燃料的燃烧导致大气中二氧化碳(CO_2)的浓度迅速上升,并引发了严重的能源、环境危机。由可再生电力驱动的电催化CO_2还原为增值化学品和燃料是解决当前化石燃料枯竭的一种有效方法。采用“一锅法”制备了磷(P)修饰的高分散性“钴-氮-碳”(... 展开+
    摘要：

    化石燃料的燃烧导致大气中二氧化碳(CO_2)的浓度迅速上升,并引发了严重的能源、环境危机。由可再生电力驱动的电催化CO_2还原为增值化学品和燃料是解决当前化石燃料枯竭的一种有效方法。采用“一锅法”制备了磷(P)修饰的高分散性“钴-氮-碳”(Co-N-C/P)催化剂,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂的形貌、元素分布、缺陷程度、表面元素价态及配位结构进行了表征,并考察了其在H型电解槽中电催化CO_2还原为CO的性能。测试结果表明,所制备的Co-N-C/P催化剂在-0.9 V vs.RHE的外加电位下具有97.0%的CO法拉第效率(FE_CO),电流密度为4.58 mA/cm^2,并可以进行26 h的稳定性测试。与Co-N-C催化剂相比,P的掺杂更有利于Co原子在碳黑基底上的良好分散,相应的FE_CO提高了约38.9%,说明P的掺杂有效提高了Co-N-C催化剂的电催化CO_2还原为CO的性能。

    收起-

    作者：

    • 李秉毅1
    • 叶锦泽2
    • 叶庆钰1
    • 李维哲1
    • 李飞祥1
    • 邱明1,*

    作者简介

    作者简介：李秉毅(1998—),男,河南洛阳人,硕士研究生,主要研究方向为电催化二氧化碳还原。E-mail:liby@mails.ccnu.edu.cn
    通讯作者：邱明(1980—),男,湖南怀化人,副教授,主要研究方向为电化学和光电化学催化剂的特性。E-mail:qium@mail.ccnu.edu.cn

    单位

    • 1. 华中师范大学 物理科学与技术学院 纳米科技研究所
    • 2. 武汉科技大学 理学院

    关键字

    • 电催化
    • CO2还原
    • Co N C催化剂
    • 磷修饰

    基金项目

    国家自然科学基金资助项目(U20A20246);国家重点研发计划资助项目(2022YFB3803600)

    引用格式

    李秉毅, 叶锦泽, 叶庆钰, 等. Co-N-C/P催化剂用于电催化二氧化碳还原[J]. 能源环境保护, 2024, 38(3): 117-124.

    LI Bingyi, YE Jinze, YE Qingyu, et al. Study on phosphorous-doped cobalt-nitrogen-carbon catalysts for electrocatalytic reduction of carbon dioxide[J]. Energy Environmental Protection, 2024, 38(3): 117-124.

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