Cu掺杂SnO2阴极材料的制备及低过电位下对CO2的电催化还原

摘要 以无机盐SnCl4·5H2O为前驱体，CuCl2为掺杂剂通过一步水热法制备了Cu掺杂SnO2阴极材料.采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）对该物质的形貌、晶型结构和元素组成及价态进行表征.在常温常压下于0.5 mol/L NaHCO3溶液中，通过循环伏安曲线、塔菲尔（Tafel）曲线和阻抗谱等考察了该阴极材料及其还原CO2的性能.结果表明，该物质为金红石相SnO2，且掺杂后晶粒减小，Cu2+取代了SnO2晶格中的Sn4+；当Cu掺杂量为1.5%时材料的催化活性最好.催化剂负载量为0.8 mg/cm2时，电流密度可达到3.5 mA/cm2，产甲酸的塔菲尔曲线斜率为55.1 mV/dec，最大法拉第效率约为23%，是纯SnO2的12倍