用户前沿丨镍簇“联姻”氮元素，开启二氧化碳电还原的新篇章

2025-04-22 13:45:14 118阅读次数

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科研进展

2025年3月，中国黑龙江大学无机材料重点实验室联合上海中国科学院高等研究院、哈工大超轻材料与表面技术重点实验室等在《Journal of Colloid and Interface Science》上发表了题为“Nitrogen imported in nickel clusters promotes carbon dioxide electrochemical reduction to carbon monoxide “的研究成果。

文章简介

工业革命以来，CO₂排放量持续攀升，引发诸多气候问题，因此CO₂催化还原体系备受关注。在诸多体系中，镍单原子因其成本效益高、催化活性高且配位结构可微调，被视为有前景的光催化剂之一，不过因其孤立的活性位点限制了性能，但少量研究发现，镍簇能在一定程度上提高其光催化的效率。基于上述背景，本文采用双配体策略，合成了含镍单原子和镍簇的催化剂，再通过二次氮化，得到了“秘密武器”——NiN/NinNx催化剂。实验发现，此新型催化剂展现出更宽的电位窗口、更高的法拉第效率和更快的反应动力学，能有效降低CO₂转化的能量壁垒，提高CO₂的光催化效率。该研究使我们更了解镍基簇催化剂的结构和活性关系，还为今后的研发指明了方向。

赛里安方案

在研究过程中，团队使用赛里安SCION-456GC定制机（现SCION-456i GC）结合FID、TCD检测器对CO₂催化生成的CO和H₂进行研究，最终统计结果以法拉第效率形式展现，为此实验的研发进展提供了强有力的数据支持。

图1 不同电位下的生成CO和H₂的法拉第效率统计图

推荐仪器及方案

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? 光、电催化分解水制氢分析

? 光、电催化CO₂还原分析

? 光、电催化分解水制氢、CO₂还原二合一分析

? 光、电催化CO₂还原、醇、轻烃分析

? 甘油电催氧化产物分析

? HMF催化氧化产物分析

? 葡萄糖催化产物葡萄糖酸、二酸等分析

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参考文献

《赛里安为清华大学绿色航煤研究注入动能》

《助力“碳中和”，赛里安气相CO2催化还原产物检测新方案》

《高校科研二氧化碳电催化产物测定》

《用户前沿丨黑龙江大学付宏刚 Nano Energy：大电流密度下HMFOR辅助制氢》

《闹元宵，赛学术 | 赛里安（Scion）点亮学术之路，诚邀论文分享！》

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