【摘 要】
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研究了3种不同阳极（铜丝，镀锌铁丝和镍丝）材料对在熔盐中电化学还原CO2制备的碳材料结构和形貌的影响，并探究了制备的3种碳材料，中空四面体碳（HQC，Cu作为阳极时的还原产物）、碳纳米片（CNS，Fe作为阳极时的还原产物）和海绵状多孔碳（SPC，Ni作为阳极时的还原产物），对二电子氧还原反应(2e- ORR)的电催化性能。研究表明，使用镀锌铁丝作为阳极材料制备的CNS由大量的碳纳米片构成，且该纳米
【机 构】
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华中科技大学材料科学与工程学院材料成形与模具技术国家重点实验室
【基金项目】
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国家自然科学基金（Nos.21971077，22071070）资助；
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研究了3种不同阳极（铜丝，镀锌铁丝和镍丝）材料对在熔盐中电化学还原CO2制备的碳材料结构和形貌的影响，并探究了制备的3种碳材料，中空四面体碳（HQC，Cu作为阳极时的还原产物）、碳纳米片（CNS，Fe作为阳极时的还原产物）和海绵状多孔碳（SPC，Ni作为阳极时的还原产物），对二电子氧还原反应(2e- ORR)的电催化性能。研究表明，使用镀锌铁丝作为阳极材料制备的CNS由大量的碳纳米片构成，且该纳米片上具有丰富的孔洞结构以及较大的ID/IG （Raman光谱中D峰与G峰的强度之比，其比值反映材料的缺陷程度）值（0.996）。与HQC和SPC相比，CNS表现出最高的2e- ORR电催化活性和H2O2选择性（接近90%）。CNS的高活性和高选择性归因于其高的ID/IG值和高C—O/C=O比值，说明结构缺陷和C—O/C=O官能团对CNS催化性能至关重要。此外，CNS还具有非常优异的电催化稳定性，在长达14h的恒电压电化学催化测试后，环电流几乎无衰减。这种以CO2为碳源合成可用于电催化合成过氧化氢(H2O2)的碳材料的方法，不仅可以作为缓解温室效应的潜在选项，也为CO2衍生碳的实际应用提供了新的思路。
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