电催化CO2还原(CO2RR)制增值碳氢化合物是缓解CO2超标的重要途径。
近日,青岛科技大学王磊教授,同济大学金伟,澳大利亚斯威本科技大学Tianyi Ma首次将金属Bi-Sn气凝胶用于电催化CO2RR,并选择性地获得了HCOOH。
文章要点
1)研究人员以NH4Cl为引发剂,NaBH4为还原剂,制备了具有良好盐析性能的不同摩尔比的Bi-Sn水凝胶。然后,将得到的水凝胶用去离子水多次洗涤,然后用冷冻干燥方法进行干燥。所获得的非贵重双金属Bi-Sn气凝胶在室温下易于制备,具有三维形貌,通道互连,界面丰富以及表面亲水等特点。
2)Bi-Sn气凝胶比Bi和Sn气凝胶具有更多的活性中心和良好的传质性能,从而具有高达93.9%的FEHCOOH值。此外,在液流电池中,Bi-Sn气凝胶具有90%左右的FEHCOOH,同时可以良好的保持10 h,从而突出了其在实际环境中的应用潜力。
3)原位ATR-FTIR测量揭示了*HCOO的形成是甲酸生成速率决定步骤。密度泛函理论(DFT)计算进一步证明,Bi和Sn的共存优化了HCOOH生成的势垒,从而提高了催化活性。
参考文献
Zexing Wu, et al, Engineering Bi-Sn Interface in Bimetallic Aerogel with 3D Porous Structure for Highly Selective Electrocatalytic CO2 Reduction to HCOOH, Angew. Chem. Int. Ed., 2021
DOI: 10.1002/anie.202102832
https://doi.org/10.1002/anie.202102832