多孔锡电极的制备及其用于CO_2电化学还原性能

用氢气泡动态模板法在铜基底上沉积锡制备了一种新型锡电极。采用SEM、EDS和XRD对多孔锡沉积层进行表征,并对其催化CO_2电化学还原制甲酸的性能进行了研究。SEM结果表明多孔锡沉积层具有自组织的蜂窝状三维多孔结构,同时EDS分析表明电极表面无杂质。XRD表征表明在基底和Sn沉积层交界处有Cu_5Sn_6合金生成,加强了两者之间的连接。采用不同扫描速率下循环伏安曲线法测试电化学表面积,多孔锡电极的电化学表面积大约是普通锡片电极的6倍。电极的循环伏安测试结果表明,多孔锡电极比普通锡片电极具有更高的电流密度,更正的起峰电位,说明具有多孔结构的电极对CO_2电化学还原反应具有更高的活性。通过考察KHCO_3浓度、还原电位对还原过程的影响,确定KHCO_3浓度为0.5 mol/L,还原电位为-1.7 V vs.SCE时,甲酸的电流效率可达73.9%。由此可见,多孔结构电极材料能有效地提高CO_2电还原的催化效果。