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协同Cu/CeO2碳纳米纤维催化剂用于CO2电还原
2020/3/26 10:16:46 易丝帮

DOI:10.1016/j.elecom.2020.106716

由于能源危机和气候变化,二氧化碳的电化学还原(CO2RR)引起了人们极大的兴趣,但实际应用中需要更高效的催化剂。在此,研究者提出以静电纺丝作为一种简便策略,合成嵌入作为CO2RR催化剂的Cu和CeO2纳米颗粒的碳纳米纤维(Cu/CeOx@CNFs)的三维网络。采用该方法制备的Cu-CeOx界面具有协同的几何和电子效应,从而优化了将CO2电还原为CO的反应中间体的吸附强度。相对于RHE,在-0.60 V时可获得100 mA cm-2的电流密度和59.2%的CO法拉第效率。

 

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图1.显示Cu/CeOx@CNFs催化剂的合成步骤。


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图2.(a)Cu/CeOx@CNFs-2的SEM图像;(b)Cu/CeOx@CNFs-2的HAADF-STEM图像和EDX元素图;(c)和(d)Cu/CeOx@CNFs-2的HRTEM图像。


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图3.Cu/CeOx@CNFs-0.5、Cu/CeOx@CNFs-1.5和Cu/CeOx@CNFs-2的同步辐射XRD图。


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图4.(a)Cu@CNFs、(b)Cu/CeOx@CNFs-0.5、(c)Cu/CeOx@CNFs-1.5、(d)Cu/CeOx@CNFs-2的法拉第效率。(e)各种样品的一氧化碳法拉第效率。(f)双电层电容。


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图5.(a)Cu@CNFs、Cu/CeOx@CNFs-0.5、Cu/CeOx@CNFs-1.5和Cu/CeOx@CNFs-2的(a)Cu 2p和(b)Ce 3d的XPS光谱。


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图6.(a)Cu/CeOx@CNFs-2的EPR光谱和(b)Cu@CNFs、Cu/CeOx@CNFs-0.5、Cu/CeOx@CNFs-1.5和Cu/CeOx@CNFs-2的拉曼光谱。


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