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丝素衍生的碳气凝胶，内含铜纳米粒子，用于高效电催化二氧化碳转化为二氧化碳( Silk fibroin-derived carbon aerogels embedded with copper nanoparticles for efficient electrocatalytic CO2-to-CO conversion )
Shanhe Gong Xinxin Xiao Wenbo Wang Daniel Kobina Sam Xiaomeng Lv
金属-碳基催化剂以其优异的电催化性能在电化学二氧化碳还原反应(CO2RR)中引起了人们的极大兴趣。然而，利用天然生物质和廉价的化学前驱体来设计高活性的金属-碳基CO2RR催化剂仍面临挑战。本文提出了一种以CO2气体为酸化剂的自组装方法制备丝素衍生碳气凝胶(CA)并结合痕量铜纳米粒子（SF-Cu/CA）。引入硝酸锌作为造孔剂，进一步优化所制备催化剂的孔结构，形成SF-Cu/CA-1。SF-Cu/CA-1催化剂丰富的介孔结构和独特的组成有利于暴露大量的活性中心、快速的电子转移速率和CO中间体的脱附,从而使SF-Cu/CA-1催化剂的CO2RR电流密度达到29.4mA cm,对一氧化碳(CO)的法拉第效率达到83.06%,CO/H2比值较高（19.58）,10h内长期稳定。这一性能优于SF-Cu/Ca催化剂(13.0mA cm,FeCO=58.43%,CO/H2=2.16)。本工作不仅提供了一种利用天然生物质和廉价化学物质构建金属-碳基催化剂的新策略，而且有望推动CO2电还原的工业化实施。
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