光化学法制备过渡金属-氮共掺杂多孔炭基CO2电还原催化剂

摘要

过渡金属-氮共掺杂炭材料是一类高效的CO2电还原催化剂.以热解聚合物制备的氮掺杂炭材料为载体,浸渍镍源,经红外灯光照2 h,利用光化学法制备了高分散的镍-氮-碳催化剂(Ni/NC).采用扫描电镜(SEM)、物理吸附、粉末X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂的形貌、结构、物相和组成进行了分析,并评价了催化剂的CO2电还原反应性能.电化学性能测试结果表明,在0.5 mol/L的KHCO3电解液中,镍的负载量为2％(质量分数)时催化性能最好,CO分电流密度得到有效提升,塔菲尔斜率为492 mV/dec,起始过电位为286 mV;在-0.6 V(vs.RHE)下,CO的法拉第效率为78％,在-1.0～-0.5 V(vs.RHE)内,n(CO)/n(H2)=0.5～3.6.