Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Giảm định điện hóa CO2 bằng cách sử dụng các hạt nano Oxit Đồng hỗ trợ trên các điện cực cacbon thủy tinh
Tóm tắt
Chúng tôi đã nghiên cứu quá trình giảm điện hóa CO2 bằng cách sử dụng các hạt nano Cu2O được lắng đọng trên các điện cực phẳng. Các hạt nano được chuẩn bị trong dung dịch nước thông qua sự giảm hóa học CuCl2 bằng axit ascorbic kết hợp với chất hoạt động bề mặt polyethylene glycol. Các hạt sau đó được tái treo trong ethanol với b binder Nafion và được phủ bằng chổi lên các nền cacbon thủy tinh. Hoạt động giảm điện hóa CO2 được đo trong điện môi KHCO3 dưới dòng CO2 sử dụng một tế bào điện hóa hai ngăn. Tốc độ hình thành sản phẩm được xác định bằng sắc ký khí; các sản phẩm chính ở pha khí bao gồm CO, H2, C2H4 và CH4, trong khi các sản phẩm ở pha lỏng bao gồm C2H5OH và EC3H5OH. Sự phân bố sản phẩm quan sát được đồng nhất với kết quả thu được trước đây bằng cách sử dụng các hạt Cu2O tương tự được lắng đọng trên lớp giấy sợi carbon, cũng như các chất xúc tác Cu2O được chế tạo bằng điện phân hoặc oxy hóa nhiệt. Cụ thể, các chất xúc tác này tạo ra tỷ lệ C2H4/CH4 cao hơn nhiều so với khi sử dụng foils Cu poly tinh thể. Mối liên hệ với tiềm năng của tốc độ hình thành cho các sản phẩm hydrocarbon và rượu là gần gấp đôi so với hình thành H2 và CO. Cả hai phép đo XRD và SEM xác nhận rằng các hạt nano Cu2O trải qua ít nhất một phần giảm thành kim loại Cu trong điều kiện giảm CO2, kèm theo những thay đổi đáng kể về hình thái bề mặt. Do đó, các kết quả động học phù hợp với các mô hình hiện tại cho rằng tỷ lệ C2H4/CH4 tăng lên là do sự hiện diện dày đặc hơn của cấu trúc nguyên tử mở trên các bề mặt Cu vừa được giảm.
Từ khóa
#giảm điện hóa CO2 #hạt nano Cu2O #điện cực cacbon thủy tinh #sắc ký khí #xúc tácTài liệu tham khảo
Y. Hori, in Modern Aspects of Electrochemistry, Number 42, C. G. Vayenas {etet al.}, Editors, p. 89, Springer, New York 2008).
M. Gattrell, N. Gupta, and A. Co, Journal of Electroanalytical Chemistry, 594, 1 (2006).
K. W. Frese Jr., J. Electrochem. Soc., 138(11), 3338 (1991).
T.-Y. Chang, R.-M. Liang, P.-W. Wu, J.-Y. Chen, and Y.-C. Hsieh, Materials Letters, 63, 1001 (2009).
C. W. Li and M. W. Kanan, J. Am. Chem. Soc., 134(17), 7231 (2012).
J. Bugayong and G. L. Griffin, in Electrochemical Interfaces for Energy Storage and Conversion—Fundamental Insights from Experiments to Computations; Materials Research Society Proceedings 1542, mrss13-1542-g05-11 doi:10.1557/opl.2013.833.
J. Bugayong, and G. L. Griffin, in Electrochemical Synthesis of Fuels 2; X.D. Zhou, M.B. Mogensen, J.A. Stasser, G. Brisard, W.E. Mustain, M.C. Williams, eds; Electrochemical Society Transactions Volume 58, Issue 2 (2013).
Y. Hori, A. Murata, and R. Takahashi, J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1, 85, 2309 (1989).
Y. Hori, I. Takahashi, O. Koga, and N. Hoshi, J. Phys. Chem. B, 106, 15 (2002).
K. J. P. Schouten, Z. Qin, E. P..Gallent, and M. T. M. Koper, J. Am. Chem. Soc., 134(24), 9864 (2012).
A. Peterson, F. Abild-Pederson, F. Studt, J. Rossmeisl, and J. K. Norskov, Energy & Environ. Sci. 3 1311 (2010).