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Controllable Synthesis of Leaf‐Like CuO Nanosheets for Selective CO2 Electroreduction to Ethylene
ChemElectroChem ( IF 3.5 ) Pub Date : 2020-04-06 , DOI: 10.1002/celc.202000235 Zhonghao Tan 1 , Tingyue Peng 1 , Xiaojie Tan 1 , Wenhang Wang 1 , Xiaoshan Wang 1 , Zhongxue Yang 1 , Hui Ning 2 , Qingshan Zhao 2 , Mingbo Wu 1
ChemElectroChem ( IF 3.5 ) Pub Date : 2020-04-06 , DOI: 10.1002/celc.202000235 Zhonghao Tan 1 , Tingyue Peng 1 , Xiaojie Tan 1 , Wenhang Wang 1 , Xiaoshan Wang 1 , Zhongxue Yang 1 , Hui Ning 2 , Qingshan Zhao 2 , Mingbo Wu 1
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The carbon dioxide reduction reaction (CO2RR) driven by renewable electricity is a promising way to tackle the CO2 emission woes and recycle use of CO2. The synthesis of electrocatalysts with high activity and selectivity for CO2RR to ethylene remains a great challenge. Herein, leaf‐like CuO nanosheets are fabricated in situ on nitrogen‐doped graphene (NG) by using a novel reduction‐oxidation‐reconstruction process. When used as a catalyst for the CO2RR in 0.1 M KHCO3, a high faradaic efficiency of approximately 30 % for ethylene with an ultra‐high ethylene/methane ratio of 190 was achieved at −1.3 V vs. the reversible hydrogen electrode. The SEM and TEM images confirm the leaf‐like CuO nanosheets display high‐curvature structures, while multiple distinguished grain boundaries constructed by CuO(110) and CuO(111) planes are verified by HRTEM. For the first time, we present a facile method to combine the high‐curvature structure and the grain boundary to enhance the selectivity of the CO2RR to ethylene over a CuO catalyst.
中文翻译：
可选择性地合成类似于叶片的CuO纳米片用于可选择性地将CO2电还原为乙烯的合成
由可再生电力驱动的二氧化碳还原反应（CO 2 RR）是解决CO 2排放困境和循环使用CO 2的有前途的方法。具有高活性和对CO 2 RR对乙烯的选择性的电催化剂的合成仍然是巨大的挑战。本文中，通过使用新型的还原-氧化-重建工艺，在掺氮石墨烯（NG）上原位制备了叶状CuO纳米片。当用作0.1 M KHCO 3中的CO 2 RR的催化剂时与可逆氢电极相比，在-1.3 V时，乙烯/甲烷的超高比为190时，乙烯的法拉第效率高达30％。SEM和TEM图像证实了叶片状的CuO纳米片显示出高曲率的结构，而HRTEM验证了由CuO（110）和CuO（111）平面构成的多个明显的晶界。我们首次提出了一种将高曲率结构和晶界结合起来以提高CO 2 RR对CuO催化剂对乙烯的选择性的简便方法。
更新日期：2020-04-06
中文翻译：
可选择性地合成类似于叶片的CuO纳米片用于可选择性地将CO2电还原为乙烯的合成
由可再生电力驱动的二氧化碳还原反应（CO 2 RR）是解决CO 2排放困境和循环使用CO 2的有前途的方法。具有高活性和对CO 2 RR对乙烯的选择性的电催化剂的合成仍然是巨大的挑战。本文中，通过使用新型的还原-氧化-重建工艺，在掺氮石墨烯（NG）上原位制备了叶状CuO纳米片。当用作0.1 M KHCO 3中的CO 2 RR的催化剂时与可逆氢电极相比，在-1.3 V时，乙烯/甲烷的超高比为190时，乙烯的法拉第效率高达30％。SEM和TEM图像证实了叶片状的CuO纳米片显示出高曲率的结构，而HRTEM验证了由CuO（110）和CuO（111）平面构成的多个明显的晶界。我们首次提出了一种将高曲率结构和晶界结合起来以提高CO 2 RR对CuO催化剂对乙烯的选择性的简便方法。
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