近日，大連化物所研究員黃延強(qiáng)與新加坡南洋理工大學(xué)教授劉彬合作，在二氧化碳轉(zhuǎn)化領(lǐng)域取得新進(jìn)展，相關(guān)工作發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》上。

 

二氧化碳電化學(xué)還原反應(yīng)是實(shí)現(xiàn)碳資源循環(huán)利用的有效途徑。由于二氧化碳分子相對(duì)穩(wěn)定、電化學(xué)還原反應(yīng)產(chǎn)物復(fù)雜，因此設(shè)計(jì)性能優(yōu)異的催化劑以降低過電勢(shì)、提高反應(yīng)選擇性和穩(wěn)定性是二氧化碳電化學(xué)還原反應(yīng)的研究重點(diǎn)。
 

 

氮摻雜石墨烯催化劑體系易模型化、電子傳輸容易、穩(wěn)定性好，有望通過對(duì)活性位的定向設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)CO2分子的高效活化和定向轉(zhuǎn)化，對(duì)于理解CO2電催化反應(yīng)機(jī)理、開發(fā)高性能電催化劑具有重要的意義。

 

研究人員通過高溫?zé)峤夥ㄒ徊街苽淞说獡诫s石墨烯催化劑，該催化劑可以高效、穩(wěn)定轉(zhuǎn)化CO2為CO，法拉第效率最大可達(dá)到87%，且催化劑在連續(xù)反應(yīng)10小時(shí)后，活性仍保持其初始活性的98%。此外，通過對(duì)材料的精準(zhǔn)調(diào)控，獲得了不同含量吡啶氮的系列催化劑，并發(fā)現(xiàn)吡啶氮含量與活性呈正相關(guān)，結(jié)合DFT計(jì)算證明了吡啶氮是該催化劑在二氧化碳電化學(xué)還原反應(yīng)中的活性中心。相關(guān)研究成果為高效CO2電還原催化劑的設(shè)計(jì)提供了借鑒和新的思路。

 

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2018-06-12 第4版 綜合)