首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
     检索      

使用金属掺杂SnO2(110)作为表面催化剂的电催化CO2还原反应:通过调控Sn:O原子比例来控制产物
引用本文:崔 雷,张大地,孔 源,郑 晓.使用金属掺杂SnO2(110)作为表面催化剂的电催化CO2还原反应:通过调控Sn:O原子比例来控制产物[J].化学物理学报,2022(3):413-421.
作者姓名:崔 雷  张大地  孔 源  郑 晓
作者单位:中国科学技术大学化学物理系,合肥微尺度物质科学国家研究中心,合肥 230026;中国科学技术大学国家同步辐射实验室,合肥 230029
摘    要:电催化CO2还原反应可以产生HCOOH和CO,目前该反应是将可再生电力转化为化学能存储在燃料中的最有前景的方法之一. SnO2作为将CO2转换为HCOOH和CO的良好催化剂,其反应发生的晶面可以是不同的. 其中(110)面的SnO2非常稳定,易于合成. 通过改变SnO2(110)的Sn:O原子比例,得到了两种典型的SnO2薄膜:完全氧化型(符合化学计量)和部分还原型. 本文研究了不同金属(Fe、Co、Ni、Cu、Ru、Rh、Pd、Ag、Os、Ir、Pt和Au)掺杂的SnO2(110),发现在CO2还原反应中这些材料的催化活性和选择性是不同的. 所有这些变化都可以通过调控(110)表面中Sn:O原子的比例来控制. 结果表明,化学计量型和部分还原型Cu/Ag掺杂的SnO2(110)对CO2还原反应具有不同的选择性. 具体而言,化学计量型的Cu/Ag掺杂的SnO2(110)倾向于产生CO(g),而部分还原型的表面倾向于产生HCOOH(g). 此外,本文还考虑了CO2还原的竞争析氢反应. 其中Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt掺杂的SnO2(110)催化剂对析氢反应具有较高的活性,其他催化剂对CO2还原反应具有良好的催化作用.

关 键 词:电催化CO2还原反应,金属掺杂,SnO2(110)催化剂,产物控制,析氢反应
收稿时间:2021/4/27 0:00:00

CO2 Reduction on Metal-Doped SnO2(110) Surface Catalysts: Manipulating the Product by Changing the Ratio of Sn:O
Lei Cui,DaDi Zhang,Yuan Kong,Xiao Zheng.CO2 Reduction on Metal-Doped SnO2(110) Surface Catalysts: Manipulating the Product by Changing the Ratio of Sn:O[J].Chinese Journal of Chemical Physics,2022(3):413-421.
Authors:Lei Cui  DaDi Zhang  Yuan Kong  Xiao Zheng
Abstract:The electrocatalytic carbon dioxide reduction reaction (CO2RR) producing HCOOH and CO is one of the most promising approaches for storing renewable electricity as chemical energy in fuels. SnO2 is a good catalyst for CO2-to-HCOOH or CO2-to-CO conversion, with different crystal planes participating the catalytic process. Among them, (110) surface SnO2 is very stable and easy to synthesisze. By changing the ratio of Sn:O for SnO2(110), we have two typical SnO2 thin films: fully oxidized (stoichiometric) and partially reduced. In this work, we are concerned with different metals (Fe, Co, Ni, Cu, Ru, Rh, Pd, Ag, Os, Ir, Pt, and Au)-doped SnO2(110) with different activity and selectivity for CO2RR. All these changes are manipulated by adjusting the ratio of Sn:O in (110) surface. The results show that stochiometric and reduced Cu/Ag doped SnO2(110) have different selectivity for CO2RR. More specifically, stochiometric Cu/Ag-doped SnO2(110) tends to generate CO(g). Meanwhile, the reduced surface tends to generate HCOOH(g). Moreover, we also considered the competitive hydrogen evolution reaction (HER). The catalysts SnO2(110) doped by Ru, Rh, Pd, Os, Ir, and Pt have high activity for HER, and others are good catalysts for CO2RR.
Keywords:Carbon dioxide reduction reaction  DFT calculation  Product manipulation
点击此处可从《化学物理学报》浏览原始摘要信息
点击此处可从《化学物理学报》下载免费的PDF全文
设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号