MOF‐derived 1D/3D N‐doped porous carbon for spatially confined electrochemical CO2 reduction to adjustable syngas

合成气 电化学 还原(数学) 材料科学 多孔性 兴奋剂 化学工程 碳纤维 多孔介质 化学 电极 光电子学 物理化学 催化作用 复合材料 几何学 工程类 生物化学 复合数 数学
作者
Wei Zhang,Hui Li,Daming Feng,Chenglin Wu,Chenghua Sun,Baohua Jia,Xue Liu,Tianyi Ma
出处
期刊:Carbon energy [Wiley]
被引量:1
标识
DOI:10.1002/cey2.461
摘要

Abstract Electrochemical reduction of CO 2 to syngas (CO and H 2 ) offers an efficient way to mitigate carbon emissions and store intermittent renewable energy in chemicals. Herein, the hierarchical one‐dimensional/three‐dimensional nitrogen‐doped porous carbon (1D/3D NPC) is prepared by carbonizing the composite of Zn‐MOF‐74 crystals in situ grown on a commercial melamine sponge (MS), for electrochemical CO 2 reduction reaction (CO 2 RR). The 1D/3D NPC exhibits a high CO/H 2 ratio (5.06) and CO yield (31 mmol g −1 h −1 ) at −0.55 V, which are 13.7 times and 21.4 times those of 1D porous carbon (derived from Zn‐MOF‐74) and N‐doped carbon (carbonized by MS), respectively. This is attributed to the unique spatial environment of 1D/3D NPC, which increases the adsorption capacity of CO 2 and promotes electron transfer from the 3D N‐doped carbon framework to 1D carbon, improving the reaction kinetics of CO 2 RR. Experimental results and charge density difference plots indicate that the active site of CO 2 RR is the positively charged carbon atom adjacent to graphitic N on 1D carbon and the active site of HER is the pyridinic N on 1D carbon. The presence of pyridinic N and pyrrolic N reduces the number of electron transfer, decreasing the reaction kinetics and the activity of CO 2 RR. The CO/H 2 ratio is related to the distribution of N species and the specific surface area, which are determined by the degree of spatial confinement effect. The CO/H 2 ratios can be regulated by adjusting the carbonization temperature to adjust the degree of spatial confinement effect. Given the low cost of feedstock and easy strategy, 1D/3D NPC catalysts have great potential for industrial application.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
zkwgly完成签到 ,获得积分10
刚刚
Lala完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
gyhk完成签到,获得积分10
1秒前
haokeyan完成签到,获得积分10
1秒前
nuliguan完成签到 ,获得积分10
1秒前
子铭完成签到,获得积分10
1秒前
bohaoliu完成签到,获得积分10
2秒前
Sun完成签到,获得积分10
2秒前
kkk12245发布了新的文献求助10
2秒前
迟迟完成签到 ,获得积分10
2秒前
fys2022发布了新的文献求助10
3秒前
mojito完成签到 ,获得积分10
3秒前
柠一完成签到 ,获得积分10
3秒前
wangluting完成签到,获得积分20
3秒前
haokeyan发布了新的文献求助10
4秒前
搞怪柔完成签到,获得积分10
4秒前
花生米一粒粒完成签到,获得积分10
5秒前
Love完成签到,获得积分10
5秒前
feilei完成签到,获得积分10
5秒前
新野完成签到,获得积分10
5秒前
Hello应助123采纳,获得10
5秒前
两天浇一次水完成签到,获得积分10
5秒前
小小完成签到,获得积分10
6秒前
橘子的哈哈怪完成签到,获得积分10
7秒前
一目完成签到,获得积分10
7秒前
Microgan完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
bohaoliu发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
称心如意完成签到 ,获得积分10
8秒前
小爽完成签到,获得积分10
8秒前
kean1943完成签到,获得积分10
8秒前
hou完成签到 ,获得积分10
9秒前
星辰大海应助kkk12245采纳,获得10
9秒前
黎明完成签到,获得积分10
9秒前
yoyo完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
weiye1992完成签到,获得积分10
12秒前
高分求助中
Lire en communiste 1000
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 800
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 700
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 700
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
肝病学名词 500
Evolution 3rd edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3171708
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2822538
关于积分的说明 7939749
捐赠科研通 2483198
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1323058
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 633834
版权声明 602647