化石燃料的大规模使用导致CO2过度排放,造成气温升高、冰川融化、病虫害加剧等一系列问题。通过电化学还原CO2(CO2RR)将CO2转化为有价值的化学品和燃料,已成为实现碳循环的一种途径。多年来,已将金属及其氧化物、碳基材料、单原子催化剂等不同电催化剂用于CO2RR并取得了一定的进展,但作为“工业维生素”的稀土元素用于CO2RR的报道较少。综述了稀土元素作为载体、主催化剂、助催化剂用于CO2RR的情况,探究了稀土元素材料在CO2RR中的催化性能,以期促进对工业应用的研究。
以六水合氯化铈为前驱体、氯化钠为模板、牛奶为碳源,制备CeO2修饰的三维氮、磷掺杂的碳基催化剂(CeO2?NPC)。通过旋转圆盘电极(RDE)以及旋转环盘电极(RRDE),分析催化剂的制备条件对氧还原反应(ORR)过程的影响;结合X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱等表征,探究合成过程对结构的影响。通过改变煅烧温度发现,温度升高的过程中N、P等杂元素会随着小分子溢出,碳载体上的缺陷程度增加,CeO2的质量分数一直处于上升趋势。