研究人员通过增强材料的共价性能稳定催化剂结构

电催化二氧化碳还原（CO₂RR）是CO的有效手段₂资源利用率。当前开发的催化剂可以有效地催化CO₂RR准备各种碳燃料，例如Formic（HCOOH），这些燃料将来最有可能被商业化。

然而，当前的催化剂呈现粒子聚集，在高速电解过程中，活性相变和元素溶解，导致HCOOH选择性的迅速下降。有必要开发具有活性和稳定性的催化剂，以实现电催化CO的工业制备₂到HCOOH。

由中国科学技术学院（USTC）的Gao Minrui教授领导的研究小组通过增强材料的共价性能，从而稳定了催化剂结构。亚博网站下载亚博老虎机网登录使用获得的硫化酰化催化剂，甲酸产物的选择性可以保持约97％。这项工作发表在自然通讯。

研究人员通过将锌（Zn）引入硫化硫化物中，改善了硫键的共价，并有效地抑制了催化剂中活性成分的损失。利用相同的合成策略，他们准备了₂s₃和Znin₂s₄催化剂探索其效率。

电化学性能测试表明Znin的结构₂s₄，由Zn调制，展示了很棒的HCOO^-中性电解环境中的法拉第效率和部分电流密度。特别是，启用Zn的Znin的合并₂s₄具有出色的催化稳定性。在不间断的连续电解过程中，催化剂可以稳定地催化HCOO的形成^-在60小时内的工业电流密度下，将法拉第效率保持在97％。

此外，研究人员对催化剂进行了严格的结构稳定性测试。通过X射线衍射和扫描电子显微镜，他们发现Znin的相和形态₂s₄即使电流密度相对较高，催化剂也可以很好地维护。而在₂s₃被完全转化为金属，在相对较低的电流密度下完全丢失。在这种情况下，S的损失导致完整的结构崩溃。

他们还使用X射线光电子光谱和STEM-EDX元素分析来确认S in的严重损失₂s₃在电解过程中。相反，Znin中每个元素（Zn，LN和SI）的含量和化学状态₂s₄结构几乎没有改变。

在计算机模拟的帮助下，他们发现在Znin中₂s₄，LN（Zn）和S之间的键断裂在动力学上是不利的，并且S元素的溶解被阻断。该模拟结果解释了高电流稳定性的内部机制。

这项工作通过引入外国元素来增强材料的共价来改善催化剂的内部稳定性，这为CO的设计和创建提供了新的想法₂RR催化剂用于长期工业准备。

资源：https://en.ustc.edu.cn/