应用化工2024,Vol.53Issue(2) :273-276,281.

聚噻吩/铜复合催化剂选择性电还原CO2为甲酸盐

Selective electroreduction of CO2 to formate by polythiophene/copper composite catalysts

黄霏霏 杨后娟 郭振国 赵亚玲 苏明雪 何建波
应用化工2024,Vol.53Issue(2) :273-276,281.

聚噻吩/铜复合催化剂选择性电还原CO2为甲酸盐

Selective electroreduction of CO2 to formate by polythiophene/copper composite catalysts

黄霏霏 1杨后娟 1郭振国 1赵亚玲 1苏明雪 2何建波1
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作者信息

  • 1. 合肥工业大学化学与化工学院,安徽合肥 230009
  • 2. 合肥水泥研究设计院有限公司,安徽合肥 230051
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摘要

在气体扩散电极(GDL)上依次电沉积聚噻吩(PTh)和多晶Cu纳米颗粒,用于电催化还原CO2,得到甲酸盐(HCOO-)的法拉第效率最高可达88%.当在GDL上只沉积Cu时,FE值最高仅为74%.聚噻吩有助于提高HCOO-选择性,可归因于两方面原因:一是聚噻吩的引入在气-液-固三相界面附近构筑了疏水环境,抑制析氢反应;二是在PTh/Cu界面生成了 Cu—S键,可促进中间吸附态HCOO*脱附还原生成产物HCOO-.这项研究为设计高选择性催化还原CO2为HCOO-的Cu基催化剂提供了新的思路.

Abstract

Polythiophene(PTh)and polycrystalline Cu nanoparticles were successively electrodeposited on a gas diffusion layer(GDL)to catalyze the electroreduction of CO2 to formate(HCOO-).The Faradaic ef-ficiency(FE)for HCOO-can reach up to 88%,higher than the FE of 74%in the absence of PTh.The superior selectivity can be attributed to two factors.One is the PTh layer that can create a hydrophobic en-vironment around the gas-liquid-solid interface thus suppressing hydrogen evolution reaction.The other one is the Cu—S bonds formed at the PTh/Cu interface,which can favor the desorption and reduction of the intermediate HCOO*to form the stable product HCOO-.This work provides a new insight for the de-signing of Cu-based electrocatalysts to convert CO2 to HCOO-with high selectivity.

关键词

电催化/CO2还原/聚噻吩/电沉积/甲酸盐

Key words

electrocatalysis/CO2 reduction/polythiophene/electrodeposition/formate

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基金项目

国家自然科学基金青年项目(22102044)

合肥水泥研究设计院有限公司科研开发项目(0023)

出版年

2024
应用化工
陕西省石油化工研究设计院 陕西省化工学会

应用化工

CSTPCD北大核心
影响因子:0.411
ISSN:1671-3206
参考文献量17
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