【论文奖励】ZIF-8 衍生的碳衬底嵌入原子分散的 FeN2O2活性位点作为电化学二氧化碳和氧气还原的双功能催化剂
ZIF-8 衍生的碳衬底嵌入原子分散的 FeN2O2活性位点作为电化学二氧化碳和氧气还原的双功能催化剂
（2024年理化（香港）有限公司“论文奖励计划”入选论文）
基于电化学CO 化学品和燃料的生成还原反应 CO2RR 被公认为缓解全球变暖和实现“碳中和”生活方式的重要战略。含氮碳基过渡金属组件作为电化学二氧化碳还原反应（CO2RR）和氧还原反应（ORR）的双功能电催化剂具有广阔的应用前景。
近日，内蒙古师范大学越婷婷团队在国际期刊《Applied Catalysis B: Environment and Energy》（JCR一区）在线发表题为《ZIF-8-derived carbon substrates embedded with atomically dispersed FeN2O2 active sites as bifunctional catalysts for electrochemical carbon dioxide and oxygen reduction》论文，研究以硝酸锌和2-甲基咪唑为原料，生长出具有菱形十二面体形态的ZIF-8。然后通过高温煅烧释放Zn，形成具有孔隙结构的含氮碳衬底。在700℃的煅烧过程中，Fe原子被物理吸附在含氮碳基体上，并与N/O结合形成FeN2O2反应位点。对于CO2RR， FeN2O2/NC表现出优异的催化性能，在−0.7 V下实现了95.5 %的法拉第效率。在碱性条件下，其ORR性能（E1/2 = 0.83 V）与Pt/C （E1/2 = 0.82 V）相当。该研究不仅提出了一种高效节能的CO2RR方法，而且为ORR的高活性催化剂提供了新的思路。
该研究使用了理化（香港）有限公司提供的DCDSR数字型旋转圆盘电极进行实验。DCDSR具有“数字化、更精准、‘狠’稳定”的技术特点，采用数字型芯片控制，转速精准，直流供电，减少了电网对主机的杂波干扰，抗干扰能力强。仪器体积精巧，可拆式结构，方便置入手套箱。DCDSR作为一款国产仪器，避免了“卡脖子”风险，已成功应用国内多所高校。
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