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V掺杂Cu2Se催化CO2还原产C2H5OH(降低CO加H势垒,C2H5OH选择性70.5%)
V掺杂Cu2Se催化CO2还原产C2H5OH(降低CO加H势垒,C2H5OH选择性70.5%)

Cu基材料具有较好的催化CO2还原产C2H5OH的性能。掺杂能够进一步调控活性位点的电荷转移能力,从而提升催化性能。因此,本文研究V掺杂Cu2Se催化CO2还原产C2H5OH的性能。

作者通过液相法制备了V掺杂Cu2Se纳米管催化剂,直径为400 nm,长度为3 um。XPS结果表明V价态为+4,V掺杂使得Cu价态升高。

V掺杂Cu2Se在碱性条件下催化CO2还原产C2H5OH的法拉第效率最高为70.5%(-0.8 V),分电流为21.3 mA/cm2,性能138小时内保持稳定。未掺杂Cu2Se的主要产物为H2和CO。

DRIFTS结果证明V掺杂增强了吸附态CO、CHO、COCOH、OCH2CH3等中间体的振动信号,而未掺杂Cu2Se仅有CO和OH相关的振动信号。Auger、XAS、DRIFTS结果表明在反应过程中Cu的主要价态为+1,少量Cu被还原成0价。

DFT计算结果证明V掺杂Cu2Se催化CO2至吸附态CO的决速步为COOH,势垒为1.36 eV,低于未掺杂Cu2Se的1.50 eV。V掺杂Cu2Se的最高覆盖率为0.75,CO加H生成COH的势垒为0.45 eV,COH-CO耦合生成CCO的反应能为-0.42 eV。

原文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202207691

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