二氧化碳密度(二氧化碳密度比水大还是小)

在电催化CO2还原反应(CO2RR)的产物中，甲酸/甲酸盐作为可再生化工原料的关键中间体和潜在的储氢材料，在许多领域备受关注。近年来，铋基材料因其无毒、价格低廉、稳定中间体能力强、析氢潜力大以及在CO2RR电催化反应中一氧化碳(CO)吸附能低而被认为是潜在的工业催化剂。目前，许多铋基催化剂在CO2电催化还原为甲酸/甲酸盐中表现出高选择性，但它们仍然面临低电流密度，并且很少讨论长期连续使用(>:100 h)。为了实现CO2的工业规模转化，电催化反应的电流密度至少应达到200ma·cm–2以上，长期稳定性至少应达到几百小时。因此，迫切需要设计具有超高活性和稳定性的CO2RR电催化剂用于CO2的电还原，但仍存在巨大的挑战。

鉴于此，在国家自然科学基金等项目的支持下，中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室朱启龙研究组采用模板策略和电化学拓扑变换方法，构建了具有三维多孔网络的原子薄层铋烯超结构(Bi-ene-NW)，并将其作为CO2电还原的薄膜电极。Bi-ene-NW具有丰富的边缘缺陷位、高度暴露的活性中心、良好的质量和电子转移等特性。它具有高电流密度、高甲酸选择性(~95%)和局部电流密度(>:8ma·cm-2)，阴极能量效率可达65%，甲酸产率可达1028 mmol·h？1 g？1。同时，在100mA·cm-2的电流密度下，可以稳定连续运行500 h以上，与之前报道的Bi系催化剂相比，显示出明显的优势。此外，为了避免CO2溶解度低带来的传质问题，将Bi-ene-NW制成气体扩散电极用于液流电解池后，CO2还原的电流密度可提高到600mA·cm-2。在碳酸氢钾溶液中，Bi-ene-NW电极可在200mA·cm-2的工业电流密度下连续运行110小时，并保持较高的甲酸选择性，显示出潜在的工业价值。通过原位全反射红外光谱(operando ATR-IR)和工作条件下的理论计算，进一步阐明了双烯粗糙的表面边缘和面内孔边缘丰富的缺陷位有利于*OCHO中间体的稳定性。另外，HCO3？在反应中，它不仅可以作为质子源参与CO2还原过程，而且HCO3？它可以直接和间接地作为碳源参与甲酸盐的形成。

原子铋三维多孔网络的构建及其在CO2电还原中的应用

在这项工作中，开发一种易得和高效的金属烯烃电催化剂被认为将有力地促进CO2电还原和其他电合成的工业化。相关结果发表在国际期刊《能源与环境科学》(10.1039/D1EE01495A)上。中国科学院福建体育研究所博士张敏是该论文的第一作者。

此外，朱启龙研究团队最近在原子纳米多孔催化剂的能量转换研究方面取得了其他重要进展:Energy Environ。Sci。2021, 14, 1544-1552;脱线。2021, 33, 2008631;脱线。2021, 33, 2006965;安吉。化学。里面的由…编辑2020, 59, 15014-15020;应用程序目录。B 2021，283，119591；应用程序目录。B 2021，294，120230；小方法2021，5，2100102等。

资料来源:福建体育学院

纸质链接:

https://doi.org/10.1039/D1EE01495A