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基金项目:
国家自然科学基金资助项目(51978654)；江苏省自然科学基金资助项目(BK20211248)
分类号:
X701;TQ426
DOI:
10.16355/j.tyut.1007-9432.20230007
期刊号:
2024,55(03)
收稿日期:
修回日期:
| 通讯作者 | 单位 |
| 王立章 | 中国矿业大学 环境与测绘学院 |
摘要:
【目的】 电催化还原CO2(CO2RR)是降低大气中CO2浓度的绿色可行方案，制备高催化性能和稳定性的催化剂尤为重要。【方法】 以γ-Al2O3粒子为载体，采用浸渍-焙烧法制备了SnO2/γ-Al2O3粒子电极用于电催化还原CO2产甲酸来测试其性能，并结合物化分析、电化学测试及长周期实验等手段对粒子电极的微观结构、物相组成、电催化活性、产甲酸性能和稳定性进行了探讨。【结果】 物化分析结果表明，负载SnO2前后的形貌由孔洞和裂痕状为主转变为裂层状，比表面积自310.18 m2/g增加到352.70 m2/g，粒子电极中Sn含量占比48.32%，SnO2成功分散负载到γ-Al2O3表面。据电化学测试所得，SnO2/γ-Al2O3粒子电极的伏安电量(扫速50 mV/s)、交换电流密度和析氢电阻分别为40 mC、20.02μA/cm2和96.86Ω，与γ-Al2O3相比分别提高了37.93%、75.46%和6.80%，大幅提升CO2RR活性的同时有效抑制了析氢副反应。SnO2/γ-Al2O3粒子电极表现出良好的CO2RR特性，反应时间2 h的产甲酸速率为70.35μmol·h-1·cm-2，电流密度为4.94 mA/cm2，法拉第效率和能量效率分别为79.05%、24.51%；经过12 h连续电解，产甲酸法拉第效率仍高于67.81%，说明制备的SnO2/γ-Al2O3粒子电极具有较强稳定性。
关键字:
CO2电催化还原；SnO2/γ-Al2O3粒子电极；产甲酸性能；电极稳定性;