通訊作者：熊小莉、唐波、孫旭平

通訊單位：四川師范大學(xué)、山東師范大學(xué)、電子科技大學(xué)

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成果一覽

電催化還原是二氧化碳人工固碳的有效方法。然而，電化學(xué)CO2還原是一個(gè)復(fù)雜的過程，具有多個(gè)質(zhì)子和電子轉(zhuǎn)移步驟，可產(chǎn)生各種氣態(tài)或液態(tài)產(chǎn)物，如CO，CH4，HCOOH/HCOO-，醇等。

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CH3OH是二氧化碳電還原中最重要的C1產(chǎn)品，因?yàn)樗哂懈吣芰棵芏龋子谠诖髿鈮合聝?chǔ)存，并可直接用于燃料電池。但是電化學(xué)CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH的過程受到了反應(yīng)動(dòng)力學(xué)緩慢的影響。因此需要設(shè)計(jì)和開發(fā)有效的電催化劑以驅(qū)動(dòng)CH3OH的形成。

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近日電子科技大學(xué)的孫旭平教授、山東師范大學(xué)的唐波教授和四川師范大學(xué)熊小莉教授報(bào)道了一種磷化硼納米顆粒作為非金屬電催化劑，高效、高選擇性將CO2電化學(xué)還原為CH3OH。該催化劑在在0.1M KHCO3中，法拉第效率達(dá)92.0％。密度泛函理論計(jì)算表明，B和P協(xié)同促進(jìn)CO2的結(jié)合和活化，CO2還原反應(yīng)的控速步驟由*CO+*OH到*CO+*H2O過程的轉(zhuǎn)變。此外，在BP（111）晶面上難以產(chǎn)生CO和CH2O產(chǎn)物，這是CO2可以高活性、高選擇性轉(zhuǎn)為為CH3OH的重要原因。

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圖文導(dǎo)讀

圖1 BP催化劑形貌結(jié)構(gòu)表征

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圖2 BP催化劑電催化CO2還原性能

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圖3 CO2RR產(chǎn)物產(chǎn)率及法拉第效率示意圖

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圖4 BP (111)晶面理論計(jì)算及模型示意圖

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文獻(xiàn)信息

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Boron Phosphide Nanoparticles: A Nonmetal Catalyst for High-Selectivity Electrochemical Reduction of CO2 to CH3OH

(Advanced Materials，2019，DOI: 10.1002/adma.201903499)

原文鏈接

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201903499