揭示二氧化碳電還原催化劑變化機制

2020-10-09 今日科學

本報訊（記者黃辛）華東理工大學化工學院教授李春忠團隊利用多尺度的原位表徵技術，系統揭示了二氧化碳電還原過程中催化劑的結構演變和真實催化活性相。相關成果近日在線發表於《國家科學評論》。

將二氧化碳還原為有價值的化學品或燃料被認為是一種合理利用碳資源，實現碳循環並緩解溫室氣體問題的有效方法，因而，二氧化碳電還原被認為是利用可再生電力的一種有前景的途徑，設計合理高效的催化劑成為其中的關鍵。然而，如何動態檢測電催化劑的結構演變以及催化劑的真實活性相，對研究者來說仍是一個難點。

研究人員利用環氧丙烷輔助水解的方法，製備了具有豐富界面結構的二氧化鈰負載的氯化氧鉍預催化劑，通過電鏡表徵技術證明其具有明顯的界面結構；通過原位X射線衍射、原位拉曼光譜、原位同步輻射X射線吸收光譜等多尺度的原位表徵技術，系統證實了在真實二氧化碳電還原條件下，催化劑的結構演變以及真實催化活性相。同時，研究人員還探究了催化劑的催化性能，發現重構衍生的氧化鈰負載的金屬鉍具有金屬/氧化物界面，其催化性能明顯優於對比樣，且表現出優異的選擇性和穩定性。

這項工作為研究催化劑在真實催化條件下的結構演變和活性來源提供了理論依據，為今後催化劑的結構設計和催化機理研究提供了新思路。

相關論文信息：https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa187

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