分會(huì)

第四十五分會(huì)：能源納米材料物理化學(xué)

摘要

鈀是目前唯一能夠在接近零過電位下高效催化CO2還原制備甲酸的電極材料。然而，由于CO副產(chǎn)物的毒化作用造成其穩(wěn)定性失活是制約鈀基材料發(fā)展的重要挑戰(zhàn)之一。為了解決上述問題，我們通過簡便的溶液法制備了分布均勻、表面微粗糙的一維的鈀銀(Pd4Ag)合金納米線，并基于合金化策略深入探討了鈀、銀合金化作用對(duì)提升CO2還原生產(chǎn)甲酸的促進(jìn)機(jī)制。通過引入另一種金屬銀與鈀合金化，利用電子效應(yīng)作用來調(diào)控鈀的電子結(jié)構(gòu)，從而削弱催化劑對(duì)CO的吸附能力，增強(qiáng)其抗毒化能力，有效地實(shí)現(xiàn)催化劑的超長時(shí)間穩(wěn)定工作。電化學(xué)研究表明：獲得的一維的Pd4Ag合金納米線電催化還原CO2生成甲酸鹽的反應(yīng)過電位幾乎接近零，其在較寬的電位區(qū)間（0 ~ -0.3 V vs RHE）甲酸鹽選擇性均大于90%。最重要的是，即使在負(fù)的電位區(qū)間（<-0.4 V），該催化劑也顯示出極佳的長期運(yùn)行穩(wěn)定性，這完全突破了傳統(tǒng)Pd催化劑下在該條件下的性能限制。CO溶出曲線和電極表面CO表面覆蓋程度的分析進(jìn)一步證明了Pd4Ag納米線的CO抗毒化性能得到了明顯改善。DFT計(jì)算表明，Ag的加入有效降低了Pd的d帶中心，稀釋了PdHx活性位點(diǎn)，從而削弱了CO與Pd位點(diǎn)的結(jié)合，通過選擇性地穩(wěn)定關(guān)鍵中間體*OCHO，最終促進(jìn)了甲酸鹽的生成。

關(guān)鍵詞

電化學(xué)二氧化碳還原，;鈀銀納米線;一氧化碳毒化;穩(wěn)定性;甲酸鹽

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