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钴单原子的双重限域制备策略及高效CO2电还原性能
引用本文:吴玉,李轩,杨恒攀,何传新. 钴单原子的双重限域制备策略及高效CO2电还原性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(9): 20220343. DOI: 10.7503/cjcu20220343
作者姓名:吴玉  李轩  杨恒攀  何传新
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实验室,合肥230026;深圳大学化学与环境工程学院,深圳功能高分子重点实验室,深圳518071
基金项目:国家自然科学基金(U21A20312)
摘    要:将锌钴双掺杂的金属有机框架(MOFs)纳米颗粒(ZnCo-ZIF)与聚丙烯腈(PAN)混溶形成前驱体溶液, 通过静电纺丝与高温热化学反应, 获得了一种多孔碳纳米纤维负载的钴单原子催化剂(A-Co@PCFs). 高温热解时, 聚丙烯腈分解碳化形成碳纳米纤维主体, MOFs纳米颗粒结构坍塌伴随锌组分的挥发, 在纤维表面形成了丰富的多级孔结构. 由于碳纳米纤维和孔道结构的双重限域作用, 使钴组分不能聚集成钴纳米颗粒, 而是形成高度分散的钴单原子. 电化学测试结果表明, 该钴单原子催化剂可将CO2电还原为CO, 在-0.66 V(vs. RHE)下, CO的法拉第效率可达94%. 并且经过60 h的耐久性测试, 其催化性能没有明显的性能衰减, 显示出较高的稳定性. A-Co@PCFs的高活性与高稳定性可归因于材料的多孔结构和高度分散的钴原子, 这也使其具有代替贵金属催化剂的可能性.

关 键 词:静电纺丝  碳纳米纤维  双重限域  单原子  二氧化碳还原
收稿时间:2022-05-15

Construction of Cobalt Single Atoms via Double-confinement Strategy for High-performance Electrocatalytic Reduction of Carbon Dioxide
WU Yu,LI Xuan,YANG Hengpan,HE Chuanxin. Construction of Cobalt Single Atoms via Double-confinement Strategy for High-performance Electrocatalytic Reduction of Carbon Dioxide[J]. Chemical Research In Chinese Universities, 2022, 43(9): 20220343. DOI: 10.7503/cjcu20220343
Authors:WU Yu  LI Xuan  YANG Hengpan  HE Chuanxin
Affiliation:1.Hefei National Laboratory for Physical Sciences at the Microscale,Department of Chemical Physics,University of Science and Technology of China,Hefei 230026,China;2.Shenzhen Key Laboratory for Functional Polymer,College of Chemistry and Environmental Engineering,Shenzhen University,Shenzhen 518071,China
Abstract:
Keywords:Electrospinning  Carbon nanofiber  Double-confinement  Single atom  Carbon dioxide reduction  
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