| 碳布负载高致密Sn/SnBi合金的电催化CO2还原性能 |
| Electrodepositing Dense Sn/SnBi Alloy on Carbon Cloth for Electrocatalytic CO2 Reduction |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 董鹤楠 | 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院, 沈阳 110006 | | | 戈阳阳 | 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院, 沈阳 110006 | | | 魏新颖 | 南京大学现代工程与应用科学学院, 环境材料与可再生能源研究中心, 南京 210093 | | | 刘德培 | 南京大学现代工程与应用科学学院, 环境材料与可再生能源研究中心, 南京 210093 | | | 颜元东 | 南京大学现代工程与应用科学学院, 环境材料与可再生能源研究中心, 南京 210093 | | | 闫世成 | 南京大学现代工程与应用科学学院, 环境材料与可再生能源研究中心, 南京 210093 | yscfei@nju.edu.cn |
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| 摘要: 通过分步电沉积法制备碳布(CC)负载高致密Sn/SnBi合金催化剂：首先在CC上电沉积致密Sn颗粒，而后利用酸性电解液部分溶解Sn为Sn2+离子，实现在Sn颗粒表面共沉积SnBi合金枝晶，随后经过原位化学氧化及电化学还原步骤将SnBi合金枝晶转变为SnBi合金纳米颗粒(SnBi NPs)。得益于Sn提供形核位点，SnBi枝晶在碳织物表面垂直致密生长，并通过后续氧化还原转化实现了直径约20 nm的SnBi合金颗粒在CC上致密均匀生长。CC/Sn/SnBi NPs三维电极在-1.08 V (vs RHE)下显示出较高的电催化还原CO2活性，电流密度高达36 mA·cm-2且甲酸盐产物选择性为94.9%。同时，在连续12 h恒电压测试中性能未发生衰减，表明电极具有良好的稳定性。 |
| 关键词: 电催化还原CO2 SnBi合金 三维电极 双金属轨道杂化效应 |
| 基金项目: 国家自然科学基金(No.51872135， 51572121， 21633004)、 国网辽宁省电力有限公司揭榜挂帅项目(电制氢提升电力系统灵活性关键技术研究， No.2021YF-81)、 辽宁省 “百千万人才工程” 科技项目(平抑新能源波动的高效电解水制氢系统关键技术研究)资助。 |
| Abstract: SnBi alloy was prepared by the two-step electrodeposition method. Sn was first electrodeposited on the carbon cloth (CC). Since the electrolyte used in the second step was acidic, Sn was dissolved in the electrolyte to form a small amount of Sn2+. As a result, SnBi alloy dendrites formed by doping a small amount of Sn with Bi. Subsequently, SnBi alloy dendrites were transformed into SnBi alloy nanoparticles (NPs) by in-situ chemical oxidation and electrochemical reduction. Thanks to the nucleation sites provided by Sn, SnBi dendrites grow densely and uniformly on the CC, providing a high-quality precursor and finally achieving SnBi nanoparticles with a diameter of about 20 nm through two-step transformation. CC/Sn/SnBi NPs electrode exhibited 94.9% formate selectivity and current density up to 36 mA·cm-2 at-1.08 V (vs RHE), showing high activity of electrocatalytic reduction of CO2 with the continuous 12 h stability. |
| Keywords: electrocatalytic CO2 reduction SnBi alloy three-dimensional electrode bimetallic orbital interactions |
| 投稿时间：2022-06-15 修订日期：2022-10-12 |
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| 董鹤楠,戈阳阳,魏新颖,刘德培,颜元东,闫世成.碳布负载高致密Sn/SnBi合金的电催化CO2还原性能[J].无机化学学报,2022,38(12):2433-2442. |
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