浙江大学Adv. Funct. Mater.：一维管/线结构SnO2高选择性电催化还原CO2

【引言】

二氧化碳电催化还原（ERC）是当前电化学研究领域中相当活跃的课题，其发展对解决人类面临的能源和环境问题，推动电催化理论研究的进展都具有重要的意义。用于ERC的有众多贵金属、过渡态金属、过渡态金属氧化物、过渡态金属二硫化物、碳材料等。其中，Sn及其氧化物因其性能优异而广受关注。

【成果简介】

近日，浙江大学化学工程与生物工程学院的范磊和夏峥（共同一作）与李中坚及青年千人陆盈盈（共同通讯作者）在Adv. Funct. Mater.发表了题为“1D SnO₂ with Wire-in-Tube Architectures for Highly Selective Electrochemical Reduction of CO₂ to C₁ Products”的研究成果。该工作制备了1D管包线（WIT）结构的SnO₂，在工作电压为-0.89V~-1.29V时，其ERC生成C₁的法拉第效率（FE）>90%。

【图文导读】

图一. 管包线（WIT）结构的SnO₂制备机理及SEM表征

图二. WIT结构SnO2的表征

a-b. WIT结构SnO₂的HRTEM表征及电子衍射图;

c-d. WIT结构SnO₂的STEM表征及元素分布;

e. WIT结构SnO₂的TEM成像及高密度晶粒边界（GBs）。

图三. WIT结构与纳米颗粒（NP）结构SnO₂的BET分析

图四. 线性扫描伏安法（LSV）对比实验

a. 分别在N₂和CO₂饱和溶液中WIT结构SnO2的LSV结果；

b. 在CO₂饱和的KHCO₃溶液中，黑炭纸、NP SnO₂、WIT SnO₂的LSV结果。

图五. NP SnO₂和WIT SnO₂电催化产物的法拉第效率（FE）

图六. 还原前后WIT SnO2的HRTEM及XPS表征

a-b. WIT SnO₂还原后的HRTEM表征；

c-d. WIT SnO₂还原前后的XPS表征。

【小结】

简单廉价的制备过程、高电流密度、对C₁产物的高选择性、较低的超电势和优异的化学稳定性，使得新型WIT SnO₂可成为有前景的ERC催化剂。

文献链接：1D SnO₂ with Wire-in-Tube Architectures for Highly Selective Electrochemical Reduction of CO₂ to C₁ Products（Adv. Funct. Mater., 2018 DOI: 10.1002/adfm.201706289）

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