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SnO_(2)/γ-Al_(2)O_(3)粒子电极制备及其电催化还原CO_(2)产甲酸性能研究

太原理工大学学报 2024年第3期55卷 455-464页

作者：白金印卓孟宁侯静王立章中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 北京城建设计发展集团股份有限公司南京分公司南京210022

【目的】电催化还原CO_(2)(CO_(2)RR)是降低大气中CO_(2)浓度的绿色可行方案,制备高催化性能和稳定性的催化剂尤为重要。【方法】以γ-Al_(2)O_(3)粒子为载体,采用浸渍-焙烧法制备了SnO_(2)/γ-Al_(2)O_(3)粒子电极用于电催化还原CO_(2... 详细信息

【目的】电催化还原CO_(2)(CO_(2)RR)是降低大气中CO_(2)浓度的绿色可行方案,制备高催化性能和稳定性的催化剂尤为重要。【方法】以γ-Al_(2)O_(3)粒子为载体,采用浸渍-焙烧法制备了SnO_(2)/γ-Al_(2)O_(3)粒子电极用于电催化还原CO_(2)产甲酸来测试其性能,并结合物化分析、电化学测试及长周期实验等手段对粒子电极的微观结构、物相组成、电催化活性、产甲酸性能和稳定性进行了探讨。【结果】物化分析结果表明,负载SnO_(2)前后的形貌由孔洞和裂痕状为主转变为裂层状,比表面积自310.18m^(2)/g增加到352.70m^(2)/g,粒子电极中Sn含量占比48.32%,SnO_(2)成功分散负载到γ-Al_(2)O_(3)表面。据电化学测试所得,SnO_(2)/γ-Al_(2)O_(3)粒子电极的伏安电量(扫速50mV/s)、交换电流密度和析氢电阻分别为40mC、20.02μA/cm^(2)和96.86Ω,与γ-Al_(2)O_(3)相比分别提高了37.93%、75.46%和6.80%,大幅提升CO_(2)RR活性的同时有效抑制了析氢副反应。SnO_(2)/γ-Al_(2)O_(3)粒子电极表现出良好的CO_(2)RR特性,反应时间2h的产甲酸速率为70.35μmol·h-1·cm-2,电流密度为4.94mA/cm^(2),法拉第效率和能量效率分别为79.05%、24.51%;经过12h连续电解,产甲酸法拉第效率仍高于67.81%,说明制备的SnO_(2)/γ-Al_(2)O_(3)粒子电极具有较强稳定性。

关键词： CO_(2)电催化还原 SnO_(2)/γ-Al_(2)O_(3)粒子电极产甲酸性能电极稳定性

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SnO/γ-AlO粒子电极制备及其电催化还原CO产甲酸性能研究

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太原理工大学学报 2023年

作者：白金印卓孟宁侯静王立章北京城建设计发展集团股份有限公司南京分公司中国矿业大学环境与测绘学院

以γ-Al2O3粒子为载体，采用浸渍-焙烧法制备了SnO2/γ-Al2O3粒子电极用于电催化还原CO2(CO2RR)产甲酸来测试其性能，并结合物化分析、电化学测试及长周期实验等手段对粒子电极的微观结构、物相组成、电催化活性、产甲酸性能和稳定性进... 详细信息

以γ-Al2O3粒子为载体，采用浸渍-焙烧法制备了SnO2/γ-Al2O3粒子电极用于电催化还原CO2(CO2RR)产甲酸来测试其性能，并结合物化分析、电化学测试及长周期实验等手段对粒子电极的微观结构、物相组成、电催化活性、产甲酸性能和稳定性进行了探讨。物化分析结果表明，负载SnO2前后的形貌由孔洞和裂痕状为主转变为裂层状，比表面积自310.18 m2·g-1增加到352.70 m2·g-1，粒子电极中Sn含量占比48.32%，SnO2成功分散负载到γ-Al2O3表面。据电化学测试所得，SnO2/γ-Al2O3粒子电极的伏安电量(扫速50 mV·s-1)、交换电流密度和析氢电阻分别为40 mC、20.02 μA·cm-2和96.86 Ω，与γ-Al2O3相比分别提高了37.93%、75.46%和6.80%，大幅提升CO2RR活性的同时有效抑制了析氢副反应。SnO2/γ-Al2O3粒子电极表现出良好的CO2RR特性，反应时间2 h的产甲酸速率为70.35 μmol·h-1·cm-2，电流密度为4.94 mA·cm-2，法拉第效率和能量效率分别为79.05%、24.51%；经过12 h连续电解，产甲酸法拉第效率仍高于67.81%，说明制备的SnO2/γ-Al2O3粒子电极具有较强稳定性。

关键词： CO 电催化还原 SnO /γ-Al O 粒子电极产甲酸性能电极稳定性

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