Catalytic Electroreduction of CO2 to C2H4 Using Cu2O Supported on 1-Octyl-3-methylimidazole Functionalized Graphite Sheets

Hui NING Wenhang WANG Qinhu MAO Shirui ZHENG Zhongxue YANG Qingshan ZHAO Mingbo WU

Citation:  NING Hui, WANG Wenhang, MAO Qinhu, ZHENG Shirui, YANG Zhongxue, ZHAO Qingshan, WU Mingbo. Catalytic Electroreduction of CO2 to C2H4 Using Cu2O Supported on 1-Octyl-3-methylimidazole Functionalized Graphite Sheets[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2018, 34(8): 938-944. doi: 10.3866/PKU.WHXB201801263 shu

1-辛基-3-甲基咪唑功能化石墨片负载氧化亚铜催化二氧化碳电还原制乙烯

    通讯作者: 吴明铂, wumb@upc.edu.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金 U1662113

    中科院炭材料重点实验室开放基金(KLCMKFJJ1706)和国家自然科学基金(51372277, 51572296, U1662113)资助项目

    国家自然科学基金 51572296

    国家自然科学基金 51372277

    中科院炭材料重点实验室开放基金 KLCMKFJJ1706

摘要: 电催化还原二氧化碳制备乙烯是备受关注的热点问题,高效催化剂的制备是决定乙烯产率的关键因素。本文在1-辛基-3-甲基咪唑氯的水溶液(OmimCl : H2O = 1 : 5,体积比)中通过电剥离石墨棒制备了1-辛基-3-甲基咪唑功能化石墨片(ILGS),在水溶液中负载氧化亚铜后得到氧化亚铜/1-辛基-3-甲基咪唑功能化石墨片复合材料(Cu2O/ILGS),通过透射电镜、X射线光电子能谱、拉曼光谱和X射线衍射对其组成和结构进行了系统研究,发现ILGS由多层石墨烯组成,表面富含缺陷。这些缺陷被1-辛基-3-甲基咪唑通过共价键修饰,形成类似鸟巢状的微结构,平均直径5 nm的Cu2O纳米颗粒在石墨片表面均匀分散。在0.1 mol∙L−1碳酸氢钾水溶液中,研究了Cu2O/ILGS在不同电压下催化CO2电还原的性能。结果表明,Cu2O是主要活性中心并在CO2还原过程中被逐渐还原成铜,导致产物的法拉第效率随着反应时间而变,在−1.3 V (vs RHE)电压下,乙烯的法拉第效率最高达到14.8%,其性能归因于Cu2O/ILGS复合材料中的鸟巢状微结构对Cu2O纳米颗粒的稳定作用。

English

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  • 发布日期:  2018-08-15
  • 收稿日期:  2018-01-03
  • 接受日期:  2018-01-23
  • 修回日期:  2018-01-23
  • 网络出版日期:  2018-08-26
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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