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化学工程2025年第12期:氯掺杂Bi基氧化物高效电催化还原CO_2

来源:期刊VIP网 时间:


作者:魏志鹏;李佳蓉;刘艺;周朝晖;

单位:长安大学水利与环境学院;长安大学早区地下水文与生态效应教育部重点实验室;长安大学水利部旱区生态水文与水安全重点实验室;

摘要:随着化石燃料的消耗,能源短缺和温室效应问题日益严重。电催化还原CO_2技术能够将CO_2转化为可再生的碳氢燃料,实现含碳能源的可持续循环利用。Bi_2O_3作为一种具有独特电子结构和化学性质的金属氧化物,在电催化CO_2还原生成HCOOH方面展现出显著的活性和选择性。掺杂是一种有效的电催化剂改性策略,通过加入不同质量的氯化盐溶液,使用其中的氯离子对Bi_2O_3进行掺杂,改善Bi_2O_3在CO_2还原反应中的性能。经过制备,获得一系列BiOCl催化剂,用于电催化还原CO_2性能测试。BiOCl催化剂中,BiOCl-0.3在电催化还原CO_2反应中表现出优异的性能。BiOCl-0.3晶体由纳米细棒团簇组成,具有三维多孔的网络结构,这种三维多孔结构能暴露出更多的活性位点,有利于CO_2还原反应的进行。BiOCl-0.3材料在相对可逆氢电极电势-1.0 V下,产HCOOH的分电流密度达到37.16 mA/cm~2,同时法拉第效率达到96.5%。

关键词:CO_2;;电催化;;甲酸;;氯掺杂;;Bi基氧化物

基金资助:陕西省教育厅服务地方专项计划项目(23JE007);; 长安大学大学生创新训练计划项目(S202510710153)