최근 화학 물리학의 대련 연구소, 과학 황 옌 지앙, 분기 부사장, 과학 장 타오 팀워크 중국 과학원 중국 과학원과 난양 기술 대학 교수 리우 빈, 질소 도핑 된 그래 핀의 개발은 단일 원자 니켈 촉매를 고정으로 사용할 수 있습니다 이산화탄소 저감을위한 고효율 전극 촉매 관련 연구 결과는 Nature-Energy에서 공동 저자로 발표됩니다.
이산화탄소는 반응 선택성을 향상 과전압 감소 탄소 자원 사이클 설계 고성능 촉매의 전기 화학적 환원하는 데 효과적이며, 안정성이 CO이고 2CO에 대해 달성 할 것으로 예상되고, 따라서 중심 금속의 초점 전기 감소. 단원 자 맑은 촉매 활성 중심 구조 및 전자 구조는 인접하는 리간드 원자 사이의 상호 작용에 따라, 균일 촉매는 유사한 특성을 나타낼 수 있고, 2분자의 효율적인 활성화 및 방향 전환. 따라서 CO에서의 단일 원자 촉매 2전기 화학적 인 감소는 큰 가능성을 보여줍니다.
본 연구에서는 고온에서 질소, 탄소 유기물 및 Ni 염의 혼합물을 열분해하여 Ni로 도핑 된 그라 핀 고정형 Ni 단일 촉매를 제조하였으며 다양한 특성화 방법을 사용하여 Ni를 4 개의 피리딘 질소와 배위시켰다. Ni가 +1 원자가이고 가장 바깥 쪽의 전자 구조가 3d9 인 Ni-N4 구조가 형성된다. Ni (I) 단일 원자의 가장 바깥 쪽 층의 3dH 전자는 쉽게 비편 재화되어 일부 전자가 Ni3dx2 -y2 궤도 비편 재화, 흡착 된 CO 2분자의 2p 궤도는 공유 결합을 형성하여 결국 음으로 하전 된 Ni-CO를 형성한다 2Δ- 구조를 형성함으로써 CO 2CO의 Ni 단일 원자 촉매 분자의 효율적인 활성화 2전기 화학적 환원은 0.6 V 과전압의 전위에서 350 암페어 / g의 특정 전류와 14800 h-1의 스위칭 주파수에서 97 %의 패러데이 효율을 나타냈다. 전류 밀도는 22 mA · cm-2에서 100 시간 연속 반응시킨 후, 촉매는 초기 활성의 98 %를 유지했다. 관련 연구 결과는 고효율 CO 2전기 전도 촉매의 설계는 새로운 아이디어를 제공합니다.
연구는 국가 핵심 연구 및 개발 프로그램, 중국 과학 아카데미의 전략적 선도 과학 기술 프로젝트 및 교육부의 에너지 소재 화학 공동 혁신 센터에 의해 지원되었습니다.
