碳掺杂Co3O4催化剂电催化氧化5-羟甲基糠醛的性能研究OA
Study on the performance of carbon-doped Co3O4 catalysts for the electrochemical oxidation of 5-hydroxymethylfurfural
文章通过扫描电镜、透射电镜、X射线光电子能谱、X射线衍射及电化学测试(电化学活性表面积和电化学阻抗谱)等多种表征方法,对制备的一系列碳改性 Co3O4/NF 催化剂的形貌、物相、电子结构和电化学特性进行了分析.结果表明:葡萄糖的最优掺杂浓度为 0.1 mol/L,在此条件下制备的 Co3O4/NF@C0.1 催化剂拥有分层纳米线结构,相较于 Co3O4/NF,其电化学活性表面积显著提升,电子结构得到有效调节,电荷转移动力学得到改善;Co3O4/NF@C0.1 表现出优异的电催化性能,在 HMF存在的情况下,当电流密度为 10 mA/cm2 时,Co3O4/NF@C0.1 所需电势较 Co3O4/NF 降低 273 mV;Co3O4/NF@C0.1 的 FDCA 选择率>95％,法拉第效率>94％,且具备高效的 HER 活性;经连续 5 次循环测试后,Co3O4/NF@C0.1 仍保持 98％的 HMF 转化率及优异的电化学稳定性.
This study reports a series of carbon-modified Co3O4/NF(Co3O4/NF@Cx)catalysts.The morphology,phase composition,electronic structure,and electrochemical properties of the prepared materials were analyzed using various characterization techniques,including scanning electron microscopy,transmission electron microscopy,X-ray photoelectron spectroscopy,X-ray diffraction,and electrochemical testing(electrochemical active surface area and electrochemical impedance spectroscopy).The results indicate that 0.1 mol/L glucose is the optimal precursor concentration.The resulting Co3O4/NF@C0.1 exhibits a nanosheet structure,which enlarges the electrochemically active surface area,modulates the electronic structure,and accelerates charge transfer kinetics.Consequently,Co3O4/NF@C0.1 delivers excellent electrocatalytic performance for HMF oxidation:the potential required to reach 10 mA/cm2 is 273 mV lower than that for OER,with FDCA selectivity of>95％and faradaic efficiency of>94％.Meanwhile it also exhibits high HER activity.Furthermore,the catalyst retains 98％HMF conversion rate and excellent stability after five consecutive cycles.
高阳;程耘康;胡雨竹;孟少华;赵建生;林天驰;刘庆玉
沈阳农业大学 工程学院,辽宁 沈阳 110866||河南双汇投资发展股份有限公司,河南 漯河 462000沈阳农业大学 工程学院,辽宁 沈阳 110866中共漯河市郾城区委郾城区人民政府督查事务保障中心,河南 漯河 462300河南双汇投资发展股份有限公司,河南 漯河 462000河南双汇投资发展股份有限公司,河南 漯河 462000沈阳农业大学 工程学院,辽宁 沈阳 110866沈阳农业大学 工程学院,辽宁 沈阳 110866
能源科技
生物质5-羟甲基糠醛2,5-呋喃二甲酸电化学催化
biomass5-hydroxymethylfurfural2,5-furanediformic acidelectrochemical catalysis
《可再生能源》 2026 (8)
1012-1021,10
辽宁省科学技术厅项目(2025-BS-0517).
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