提出一维中空Sn-In双金属纳米管催化剂,调控微观形貌和局部电子云密度,协同增强催化剂CO2加氢性能。 本课题组设计制备Sn/In双金属掺杂电还原一维中空纳米纤维催化剂,解决纳米Sn催化剂堆积紧密、传质阻力大,析氢副反应严重问题。调控一维中空纳米纤维的微观形貌,获得较大比表面积;掺杂少量金属铟进一步减小氧化物晶粒,增大晶界面积。一维纳米纤维长程连通了三相界面提传输通道,双金属协同和原位电还原提高了局部电子云密度,在金属氧化物表面形成大量氧空位,其富电子区域增强电子云密度,有利于CO2分子活化生成CO2·-,增加催化反应活性位点和目标反应选择性。在-2.0V阴极电压下,Sn/In双金属纳米纤维催化剂比纳米锡粉具有更高的甲酸电流效率(81.4% vs. 64.8%)。同时,析氢副反应明显减弱。
图3:一维In掺杂SnO2中空纳米纤维催化剂的制备及阴极示意图
Songlan Sun#, Huiyuan Cheng#, Xiangcun Li, Xuemei Wu*, Dongxing Zhen, Yunqing Wang, Rui Jin, Gaohong He*. Improving CO2 Electroreduction Activity by Creating Oxygen Vacancy-rich Surface with 1D In-SnO2 Hollow Nanofiber Architecture. Industrial & Engineering Chemistry Research. 2021, http://dx.