浙江大學Adv. Funct. Mater.：一維管/線結構SnO2高選擇性電催化還原CO2

【引言】

二氧化碳電催化還原（ERC）是當前電化學研究領域中相當活躍的課題，其發展對解決人類面臨的能源和環境問題，推動電催化理論研究的進展都具有重要的意義。用于ERC的有眾多貴金屬、過渡態金屬、過渡態金屬氧化物、過渡態金屬二硫化物、碳材料等。其中，Sn及其氧化物因其性能優異而廣受關注。

【成果簡介】

近日，浙江大學化學工程與生物工程學院的范磊和夏崢（共同一作）與李中堅及青年千人陸盈盈（共同通訊作者）在Adv. Funct. Mater.發表了題為“1D SnO₂ with Wire-in-Tube Architectures for Highly Selective Electrochemical Reduction of CO₂ to C₁ Products”的研究成果。該工作制備了1D管包線（WIT）結構的SnO₂，在工作電壓為-0.89V~-1.29V時，其ERC生成C₁的法拉第效率（FE）>90%。

【圖文導讀】

圖一. 管包線（WIT）結構的SnO₂制備機理及SEM表征

圖二. WIT結構SnO2的表征

a-b. WIT結構SnO₂的HRTEM表征及電子衍射圖;

c-d. WIT結構SnO₂的STEM表征及元素分布;

e. WIT結構SnO₂的TEM成像及高密度晶粒邊界（GBs）。

圖三. WIT結構與納米顆粒（NP）結構SnO₂的BET分析

圖四. 線性掃描伏安法（LSV）對比實驗

a. 分別在N₂和CO₂飽和溶液中WIT結構SnO2的LSV結果；

b. 在CO₂飽和的KHCO₃溶液中，黑炭紙、NP SnO₂、WIT SnO₂的LSV結果。

圖五. NP SnO₂和WIT SnO₂電催化產物的法拉第效率（FE）

圖六. 還原前后WIT SnO2的HRTEM及XPS表征

a-b. WIT SnO₂還原后的HRTEM表征；

c-d. WIT SnO₂還原前后的XPS表征。

【小結】

簡單廉價的制備過程、高電流密度、對C₁產物的高選擇性、較低的超電勢和優異的化學穩定性，使得新型WIT SnO₂可成為有前景的ERC催化劑。

文獻鏈接：1D SnO₂ with Wire-in-Tube Architectures for Highly Selective Electrochemical Reduction of CO₂ to C₁ Products（Adv. Funct. Mater., 2018 DOI: 10.1002/adfm.201706289）

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