電気化学的CO還元のためのハイブリッドホウ酸塩の熱エッチングによる炭素材料の導出方法

A Way for Derived Carbon Materials by Thermal Etching Hybrid Borate for Electrochemical CO Reduction.

• Ying Liu
• Kang Zhou
• Hong-Li Chen
• Yun-Nan Gong
• Chun-Yang Pan

抄録

2つのハイブリッド骨格ホウ酸塩[Zn(en)][BO(OH)]（；en＝エチレンジアミン）と[Cd(1,3-dap)][BO(OH)]HO（；1,3-dap＝1,3-ジアミノプロパン）をソルボ熱合成した。酸化ホウ素クラスターは2次元平面を形成し、この平面は金属錯体のコオキシジェンリンクを介して3次元構造を形成していた。ここでは、熱エッチングの過程で、半分解ホウ酸塩由来のゲスト炭素材料をホストホウ酸塩結晶の空隙にその場で組み込むという新しい手法を開発した。さらに、温度が誘導炭素材料の蛍光に及ぼす影響を調べた。焼成温度を制御することで、ESR法により明らかなフリーラジカルを有するカーボンドットを発見することができた。エタノール相中のカーボンドットは可変的な発光を示した。さらに、化合物をベースとしたサーマルエッチングにより半分解炭素材料を導出した。 水素電池反応器において、炭素材料であるZn系触媒1-200は、-1.4V対RHEで50.8%に達する選択性でCOをCOに還元することができた。

Two hybridized skeleton borates [Zn(en)][BO(OH)] (; en = ethylenediamine) and [Cd(1,3-dap)][BO(OH)]HO (; 1,3-dap = 1,3-diaminopropane) were solvothermally synthesized. The boron oxide clusters formed 2D planes, and these planes formed a 3D structure through co-oxygen links of metal complexes. Herein, a novel strategy has been developed, i.e., the derived guest carbon materials from semi-decomposed borate are incorporated into the void of host borate crystals in situ during the thermal etching process. Moreover, the effect of temperature on fluorescence of derived carbon materials was studied. By controlling the calcining temperature, carbon dots with obvious free radicals can be found via ESR technique. Carbon dots in the ethanol phase exhibited variable photoluminescence. Furthermore, it derived semi-decomposition carbon materials via thermal etching based on compounds and . In an hydrogen cell reactor, carbon material Zn-based catalyst 1-200 catalyzes CO reduction to CO with a selectivity that reaches 50.8% at -1.4 V vs RHE.