掺氮的碳催化剂广泛应用于电化学CO₂还原为CO，但是人们对掺氮碳催化剂的物理化学性质与CO₂电催化还原的性能之间的关系并不清楚。

有鉴于此，代尔夫特理工大学Ruud Kortlever等报道通过调节碳化温度和氮掺杂程度，随后考察CO₂电催化还原的催化剂结构-性能关系。

主要内容

（1）

合成的催化剂在过电势-0.8 V~-0.9 V之间表现显著的区别，电催化生成CO的最大法拉第效率从26.8 %提高至94.9 %。此外，发现通过简单的增加表面积和氮掺杂程度，并不会显著改善催化剂的CO₂还原性能。通过多元分析，发现氮掺杂程度和电催化活性之间的负方向变化规律。多孔结构与CO的法拉第效率具有正相关特点，但是多孔结构与CO电流密度基本上无关。

（2）

非常有趣的，作者发现改善石墨化程度、表面疏水性、缺陷密度、优化多孔性，能够改善催化剂的CO₂电催化还原性能。深入分析掺氮碳材料不同性质的协同效应是揭示催化剂的结构-性能关系的关键。

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Shilong Fu, Ming Li, Wiebren de Jong, and Ruud Kortlever*, Tuning the Properties of N-Doped Biochar for Selective CO₂ Electroreduction to CO, ACS Catal. 2023, 13, 10309–10323

DOI: 10.1021/acscatal.3c01773

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.3c01773