Chemical Engineering Journal：用于CO2电还原的纳米结构Ni单原子催化剂的合成多尺度设计

2023年10月14日上午9:47 • T, 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 10

合理的纳米结构设计可以最大限度地利用活性中心，大大增强多相催化性能。单原子催化剂（SAC）是近年来出现的一种新型催化剂，但纳米结构SAC的系统设计还很少被证实。

在这里，韩国科学技术院Sang Ouk Kim和Jihun Oh等人提出了镍基SACs电化学CO₂还原（CO₂RR）的结构依赖性。从Ni-咪唑酸配位聚合物（Ni-Im）及其与碳纳米管（CNT）和沸石-咪唑酸盐骨架（ZIF-8）的负载对应物展开讨论，在热解后得到相应的衍生物，即Ni-SAC、Ni-SAC-CNT和Ni-SAC-ZIF-8。衬底的存在形成了大量表面多孔N掺杂碳纳米结构，这有利于蚀刻剂的扩散以有效去除不需要的Ni纳米颗粒。纳米结构中致密的Ni单原子的高利用率促进了CO₂RR过程；同时，导电碳纳米管基底可介导电荷转移，并刺激催化位点的内在活性。因此，Ni-SAC-CNT在-0.24 V的低过电位下，电流密度可达400 mA cm^-2，可实现99%的高法拉第效率，阴极能量效率和周转频率可分别达到83.4%和439,000 h^-1。

研究人员建议未来的研究方应集中在以最小的性能损失以促进CO₂转化、摆脱对碱性环境的依赖以提高CO₂电解的性能等方面，解决这些挑战将进一步推动CO₂电解向工业发展。

Synthetic multiscale design of nanostructured Ni single atom catalyst for superior CO₂ electroreduction, Chemical Engineering Journal, 2021. DOI:10.1016/j.cej.2021.131063

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Chemical Engineering Journal：用于CO2电还原的纳米结构Ni单原子催化剂的合成多尺度设计

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