Solvothermal Preparation of Oxygen-Vacancy-Rich Nano-ZnO for Electrocatalytic CO2 Reduction in a Flow Cell

催化作用 空位缺陷 结合能 氧气 氧化还原 X射线光电子能谱 材料科学 解吸 密度泛函理论 活化能 热液循环 无机化学 分析化学(期刊) 化学 化学工程 物理化学 结晶学 计算化学 吸附 有机化学 工程类 物理 核物理学
作者
Yihai Wu,Lei Zheng,Yu Fu,Changkun Yuan,Wenbo Kong,Shuqing Li,He Zhu,Bingrong Pan,Jun Zhang
出处
期刊: [American Chemical Society]
卷期号:2 (5): 1306-1314
标识
DOI:10.1021/acsaenm.4c00128
摘要

Regulating the binding energy between the catalysts and reaction intermediate species is crucial for electrocatalytic processes. As according to the Sabatier principle, excessively strong binding energies can be detrimental. The presence of oxygen vacancy defects is beneficial, leading to a relatively lower binding energy. In this study, ZnO catalysts with varying oxygen vacancy contents were successfully synthesized with different solvents and hydrothermal treatment temperatures. The oxygen vacancy content of prepared samples was characterized using X-ray photoelectron spectroscopy and electron paramagnetic resonance, while the electrocatalytic CO2 reduction reaction (CO2RR) experiments were performed in a flow cell. A proportional relationship was observed between the CO production rate and oxygen vacancy content. As a result, the catalyst with a hydrothermal temperature of 180 °C for 3 h (ZnO-EG-180-3) exhibited the highest oxygen vacancy content, accompanied by a high CO yield. The sample was stable in CO2RR for over 50 h at a constant current of 150 mA, maintaining a stable CO faradaic efficiency (FE) exceeding 90%, and the CO yield was more than 2625 μmol·h–1·cm–2, while lower than 10% for H2. Density functional theory calculations confirmed that the presence of oxygen vacancies in ZnO catalysts reduces the binding energy of the *CO intermediate, facilitating *CO desorption, mitigating the poisoning effect of *CO on active sites, and promoting the generation of CO generation.
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
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
刚刚
syalonyui完成签到,获得积分10
刚刚
呵呵呵呵发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
SIT完成签到,获得积分10
刚刚
田様的应助被扶余山本采纳,获得10
刚刚
xin完成签到,获得积分10
1秒前
0323完成签到 ,获得积分10
1秒前
傲娇雅蕊完成签到 ,获得积分10
1秒前
兴奋彩虹完成签到,获得积分10
1秒前
秀丽二娘完成签到 ,获得积分10
1秒前
acp1810发布了新的文献求助20
2秒前
姬老师完成签到,获得积分10
2秒前
妮妮完成签到,获得积分10
2秒前
vk2发布了新的文献求助10
2秒前
dudu完成签到,获得积分10
2秒前
小菜完成签到,获得积分10
2秒前
Gail发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
3秒前
慕青的应助被Kelsey采纳,获得10
3秒前
Hongsong完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
可可发布了新的文献求助10
3秒前
郑清越完成签到,获得积分10
3秒前
林bb发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
希淇完成签到 ,获得积分10
4秒前
xiaosusu完成签到,获得积分20
5秒前
dadamie发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
bkagyin的应助被大力的嘉懿采纳,获得10
6秒前
7秒前
dxtp01完成签到,获得积分10
7秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
7秒前
111发布了新的文献求助10
8秒前
烟花的应助被星梦采纳,获得20
8秒前
Fzq完成签到,获得积分10
8秒前
Halcyonn发布了新的文献求助10
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Les Mots du discours 600
A Consideration on Use of Material Grades for Hull Structural Members Based on Fracture Toughness(Second Report) 500
AI Disclosure in Annual Reports: Evolution, Determinants, and Capital Market Participants’ Perceptions 500
5th World Conference on Detergents: Reinventing the Industry : Opportunities and Challenges 500
Erzählte Gnade 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8110003
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9517540
关于积分的说明 21512953
捐赠科研通 7687177
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3411435
关于科研通互助平台的介绍 2538608
邀请新用户注册赠送积分活动 2451407