阐明锚定酞菁钴的存在形成对电催化co2 - co转化的影响( Elucidating influence of the existence formation of anchored cobalt phthalocyanine on electrocatalytic CO2-to-CO conversion )

S Gong W Wang X Xiao J Liu X Lv

以廉价过渡金属为中心的多相分子催化剂由于其优异的电催化二氧化碳还原反应(CO2RR)性能而备受关注。其中，金属酞菁（MePc）引起了人们极大的兴趣。然而，杂化催化剂如酞菁钴（CoPc）中络合物的形成（晶体或均匀分散）对最终电催化CO2RR性能的影响仍存在争议。为了进一步阐明CoPc的存在形态对CO2-CO转化电催化性能的影响，我们合成了高比表面积为653.3m g的超薄掺氮空心碳球（N-doped HCS）作为载体，锚定了一系列不同存在形态的CoPc。复合催化剂中CoPc的存在与Co原子含量密切相关，后者是影响CO2RR性能的关键因素。总结了0.82V下部分CO电流密度(jCO)与CO原子含量对RHE的非线性关系,以及CO法拉第效率(FECO)与CO原子含量对RHE的关系式,证明了在CO原子含量为1.26-0.14wt.%的条件下,均匀分散的CoPc或均匀分散的CoPc与低负载的CoPc共存均可获得满意的结果(jCO>14mA cm,FECO>91%,0.82V对RHE）。最佳催化剂（Co,0.49wt.%)的近单位法拉第效率为96%,接近未负载CoPc催化剂（FECO=24.54%)的4倍,对Co的电流密度为20.47mA cm,为C.a.在0.82Vvs.RHe下，比无负载的CoPc（0.34 mA cm）高60倍。这一工作对多相分子催化剂的合理设计具有启发意义，并将其应用于能量转换和储存领域。

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