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一种酞菁钴(CoPc)和锌-氮-碳(Zn-N-C)串联催化剂的介绍及应用
发布时间:2021-04-13     作者:axc   分享到:
此文简讯好几个种酞菁钴(CoPc)和锌-氮-碳(Zn-N-C)电容并联离子液体剂,能**地将二阳极脱色碳电替换为二脱色氮。与单个的酞菁钴或锌-氮-碳相信,这一种电容并联离子液体剂的二脱色氮/一阳极脱色碳波特率比增长了100倍综上所述。相对密度泛函方法论(DFT)算取决于二阳极脱色碳**在酞菁钴上替换为一阳极脱色碳,随后一阳极脱色碳外扩散到锌-氮-碳勤奋努力一部转换成为二脱色氮。这一种电容并联离子液体攻略将二阳极脱色碳到二脱色氮的多样化转换成转换为在五种活性酶位点勤奋努力行的电容并联响应。在一个电容并联响应中,酞菁钴实现提拱CO使锌-氮位点中邻位氮上的溶解氢有赖于开展,然而增长了二脱色氮的形成波特率。 

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我们都采取ZIF-8前置前驱体采用常温热解得见锌-氮-碳脱硫剂的作用剂。采取HRTEM和HAADF-STEM系统,要认可锌稀有元素以单共价键形势分布点在碳骨架中,采取X光谱线消除谱(XAS)要认可锌的化合价为+2价,与氮共价键的配数字为4。

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图1。(a) HRTEM和(b)Zn-N-C的HAADF-STEM图片;(C)Zn-K边XANES光谱分析分析;(d)Zn-K边EXAFS光谱分析分析的傅立叶改换k3加权平均χ(K)变量。

二氧化碳电还原测试结果表明,CoPc几乎不具有将二氧化碳转化为甲烷的能力,但能**地将二氧化碳转化为一氧化碳。与Zn-N-C相比,尽管CoPc@Zn-N-C 在-1.1 V后生成 C1的速率更低,但CoPc@Zn-N-C催化剂产甲烷的法拉第效率和电流密度均大幅提高。在一氧化碳电还原测试中,Zn-N-C 和 CoPc@Zn-N-C 具有接近的产甲烷活性。结合上述结果,我们推测一氧化碳是二氧化碳转化为甲烷的关键中间体,反应分别在两个活性位点上进行。

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图2。(a) 共法拉第率,(b)共分感应瞬时电流量比热容,(c)CH4法拉第率和(d)与众不同的参比电极片上CO2RR的CH6分感应瞬时电流量比热容;(e)CH4法拉第率和(f)与众不同的参比电极片上的CH6分感应瞬时电流量比热容。

DFT计算进一步表明,CoPc能更**的将二氧化碳转化为一氧化碳,而Zn-N-C具有进一步将一氧化碳转化为甲烷的能力。

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图3。(a)CO2电完美重现为CO,(b)CO在CoPc和zn4上电完美重现为CH4的优质能划分和简化显卡配置。

进一步的动力学计算结果表明,Zn-N4 位点中邻位氮上吸附的氢原子*比溶液中的氢离子能更快速地与*CO中间体反应,使得 *CO→*CHO的转化能更快地进行,**提高了甲烷的生成速率。

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图4。(a) CO、*H的气体活性炭吸附能谱和CO在CoPc和ZnN4上的气体活性炭吸附能谱;(b)C1产出率和CH4/CO产出率比锌-氮-碳过光和Zn-N-C;(C)提交了CO2RRto-CH4的反應基理CoPc@Zn-N-C。

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