Summary
Aqui, apresentamos um protocolo para a síntese e ensaios eletroquímicos de simples átomos de metal de transição coordenada em vagas de grafeno como centros ativos para redução seletiva de dióxido de carbono ao monóxido de carbono em soluções aquosas.
Abstract
Este protocolo apresenta tanto o método de síntese do catalisador Ni único átomo e de ensaios eletroquímicos de sua atividade catalítica e seletividade em aquosa redução de CO2 . Diferente de nanocristais de metal tradicional, a síntese de átomos metálicos simples envolve um material de matriz que pode limitar os átomos único e impedi-los de agregação. Nós relatamos um eletrofiação e térmico, recozimento método para preparar Ni único átomos dispersaram e coordenado em um shell do grafeno, como centros ativos para redução de CO2 para CO. Durante a síntese, dopantes N desempenham um papel fundamental na geração de vagas de grafeno para aprisionar átomos de Ni. Correção de aberração transmissão microscopia eletrônica e tomografia computadorizada de sonda tridimensional do átomo foram empregados para identificar os sites atômicos único de Ni em vagas de grafeno. Configuração detalhada de eletroquímica CO2 redução aparelhos acoplados com uma cromatografia gasosa on-line também é demonstrada. Em comparação com Ni metálico, catalisador de Ni único átomo exibem melhorou drasticamente redução de CO2 e suprimiu a reação de lateral de evolução de2 H.
Introduction
Conversão de CO2 em produtos químicos ou combustíveis usando a eletricidade limpa é cada vez mais importante como um potencial caminho para evitar futuras CO2 emissões1,2,3,4, 5,6. No entanto, esta aplicação prática atualmente é desafiada pela baixa atividade e seletividade de CO2 redução reação (CO2RR) devido as barreiras cinéticas elevadas e a competição com a reação de evolução de hidrogênio (HER) em aquosa meios de comunicação. A maioria do catalisador de metal de transição tradicional, como Fe, Co e Ni, apresentam baixa CO2RR selectividade devido a sua soberba HER atividades7,8. Efetivamente, ajuste suas propriedades materiais para alterar os caminhos de reação sobre estes catalisadores de metais de transição torna-se fundamental para melhorar sua CO2RR seletividade. Entre diferentes métodos para modificar as propriedades eletrônicas dos catalizadores, dispersão de átomos de metal em uma morfologia do único-átomo atrai atenções intensivas recentemente devido a seus comportamentos catalíticos dramaticamente alterados em relação à sua contraparte em massa 9 , 10 , 11. no entanto, devido a alta mobilidade dos átomos não vinculados, é bastante desafiador para obter átomos de metal único sem a presença de materiais de apoio. Portanto, um material de matriz de anfitrião com defeitos criados para confinar e coordenar com os átomos de metal de transição é necessário. Isso poderia abrir novas oportunidades para: 1) ajustar as propriedades eletrônicas dos metais de transição como locais de CO2RR ativos e 2) ao mesmo tempo manter a coordenação atômica relativamente simples para estudos de mecanismo fundamental. Além disso, esses átomos de metal de transição, presos em um ambiente confinado não podem ser facilmente movidos ao redor durante a catálise, que impede a nucleação ou reconstruções de superfície átomos observadas em muitos casos12,13 ,14.
Grafeno em camadas bidimensional é de particular interesse como host para metais átomos único devido à sua condutividade de elétrons alta, estabilidade química e inércia para redução de CO2 e suas reações catalíticas. Mais importante, Fe, Co e metais Ni eram conhecidos para ser capaz de catalisar o processo de Grafitização de carbono na sua superfície15. Em suma, os metais de transição que liga com carbono durante a térmica de alta temperatura, processo de recozimento. Quando a temperatura cai, o carbono começa a precipitar fora de fase da liga e é catalisado para formar camadas de grafeno na superfície do metal de transição. Durante este processo, com grafeno defeitos gerados, átomos único metais iria ficar preso os defeitos de grafeno como os sítios ativos para CO2RR16,17,18,19. Aqui, nós relatamos este protocolo detalhado com a intenção de ajudar novos actores no domínio da catálise de átomo, bem como a proporcionar uma demonstração explícita de CO on-line, análise de produto de redução2 . Mais informações podem ser encontradas em nosso artigo recentemente publicado19 e uma série de obras relacionadas20,21,22,23.
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Protocol
1. preparação do catalisador de Ni único átomo (NiN-GS)
- Preparação da solução de precursor eletrofiação
- Toma um frasco de cintilação de 20 mL, dissolver 0,5 g de poliacrilonitrila (Mw= 150.000), 0,5 g de polipirrolidona (Mw= 1.300.000), 0,5 g de Ni (NO3)2·6H2O e 0,1 g de dicianodiamida (DCDA) em 10 mL de dimetilformamida (DMF).
- Aqueça a mistura DMF a 80 ° C e manter a mistura a 80 ° C, com agitação constante até todos os polímeros e sal são dissolvidos e observa-se uma solução límpida.
- Eletrofiação para produzir fibras de polímero
- Definir parâmetros de eletrofiação convencionais como: 15 kV de tensão elétrica estática, 15 cm de ar gap distância, um substrato de coleção de 8 × 8 cm fibra de carbono papelcom (PCP) - 4 kV de tensão elétrica.
- Extrato de 5 mL de solução de precursor em uma seringa de 5 mL, começar a bomba de seringa com um caudal de 1,2 mL h−1e, em seguida, iniciar a eletrofiação.
Nota: Uma alta tensão é usada por eletrofiação. Apesar de muito baixa corrente que atravessa o sistema durante o processo de fiação, sugere-se um armário de madeira isolado. - Retire o substrato do PCP uma vez terminado o processo de eletrofiação. Uma película de polímero da fibra cobre a superfície do PCP.
- Recozimento de fibras de polímero em nanotubos de carbono
- Aqueça a polímero preparado como fibra filme/PCP a 300 ° C, em 1,5 h em uma fornalha de caixa e manter a temperatura para 0,5 h oxidar os polímeros.
Nota: Após o processo de oxidação, as nanofibras (NFs) são auto desanexadas do papel carbono resultando no filme independente. - Use um par de tesouras para cortar essas nanofibras em pedaços menores (~ 0,5 cm × 2cm) e coloque-os em um barco de quartzo.
- Coloque o barco de quartzo em uma fornalha de tubo e desareá-lo dentro formando a atmosfera de gás (5% H2 no Ar). Manter a taxa de fluxo do gás como 100 sccm e a pressão como 1 Tor.
- Aquecer-se dentro de 10 min de rampa a 300 ° C e 2 h de rampa a 750 ° C, onde é mantido por outro 1h e seguido de resfriamento natural.
- Aqueça a polímero preparado como fibra filme/PCP a 300 ° C, em 1,5 h em uma fornalha de caixa e manter a temperatura para 0,5 h oxidar os polímeros.
- Bola moinho-sintetizados como NiN-GS catalisador por 5 min para nanopós para catálise e caracterizações.
2. medidas de redução de2 CO eletroquímica
- Célula e eletrodos
- Para preparar o eletrólito de3 KHCO 0,1 M para as seguintes medições, primeiro dissolver 2,5 g de KHCO3 em 250 mL de água ultrapura e, em seguida, purificar o eletrólito por eletrólise entre duas varas de grafite em 0.1 mA durante 24 h para remover qualquer rastrear a quantidade de metal íons.
- Pegue um fresco carbono vítreo (eletroquimicamente) polido (1 cm x 2 cm) e cubra sua parte traseira com uma cera eletroquimicamente inerte, hidrofóbica, como o substrato de eletrodo de trabalho.
- Toma um frasco de cintilação de 4 mL, misturar 5 mg de catalisador de NiN-GS como preparado com 1 mL de etanol e 100 µ l de solução de ionômero (5% em 2-proponal) dentro do frasco e proceda à sonicação por 20 min obter uma suspensão de tinta catalisador homogêneo.
- Pipeta 80 µ l da tinta na superfície de carbono vítreo 2cm2 (0,2 mg cm-2 massa de carregamento) e vácuo catalisador secar o catalisador eletrodo coberto num exsicador antes do uso.
- Use uma folha de platina e um eletrodo de calomelano saturado (SCE) como o contador e o eletrodo de referência, respectivamente.
- Use uma personalizado célula de vidro herméticos de H-tipo, separada por membrana de troca de protões, para montagem acima 3 eletrodos, bem como os ensaios eletroquímicos correndo.
- Coloque o eletrodo de trabalho e eletrodo de referência SCE em compartimento de H-célula e eletrodo de folha Pt na outra câmara. Injetar ~ 25 mL do eletrólito em cada compartimento de H-célula.
- Ligar os 3 eléctrodos na H-célula para a estação de trabalho eletroquímico para controle de potencial.
- Bolha do eletrólito com N2 no sccm 50,0 (monitorado pelo controlador de fluxo de massa) por 30 min em direção N2-saturada 0,1 M KHCO3.
- Selecione a técnica de voltametria cíclica (CV) no software de CE-Lab, defina "Gama E (potencial)" como "-10 V a 10 V", "Eu escala (atual)", como "Auto", realizar contínua 5 CV varreduras de -0,5 V para-1.8 V (vs. SCE) em uma taxa de varredura de 50 mV/s em N2-saturada 0,1 M KHCO3.
- Mudar 50 sccm CO2 fluxo de gás, espere por 30 min em direção de CO2-saturado eletrólito de3 KHCO 0,1 M e manter o mesmo fluxo de2 CO em todo o seguinte eletrólise.
- Selecione a técnica de CV no CE-Lab software, definir "Gama E (potencial)" como "-10 V a 10 V", "Eu escala (atual)", como "Auto", realizar contínua 5 CV varreduras de -0,5 V para-1.8 V (vs. SCE) em uma taxa de varredura de 50 mV/s em CO2-saturada 0,1 M KHCO3.
- Usar um medidor de pH para determinar os valores de pH de eletrólitos, i. e., 0,1 M KHCO3 saturado com N2 ou CO2.
- Converter todos os potenciais medidos contra SCE na escala do eletrodo (RHE) hidrogênio reversível usando este trabalho E (versus RHE) = E (vs. SCE) + 0.244 V + 0.0591 × pH.
- Determinar a resistência da solução (Ru) no software de CE-laboratório selecionando a técnica de espectroscopia de impedância electroquímica Potentiostatic (PEIS) e, em seguida, conjunto de frequências de 0,1 Hz a 200 kHz, registre o valor da resistência.
- Manualmente, compensar iR-a gota como E (iR corrigido vs RHE) = E (vs RHE) - Ru × eu (amperes de corrente média).
- Análise de produtos de redução CO2 por on-line cromatógrafo a gás (GC)
- Emprega um GC, equipado com uma combinação de colunas peneira molecular 5A e micropacked, para análise de gás de produtos durante o CO2RR.
Nota: Os tipos de coluna GC detalhados podem ser encontrados em anexo Tabela de materiais. - Use um detector de condutividade térmica (TCD) para quantificar a concentração de2 H e um detector de ionização de chama (FID) com um methanizer para análise quantitativa de teor de CO e/ou qualquer outra espécie de alcano.
- Usar dois diferentes gases padrão para as curvas de calibração da concentração de CO e H2 (H2: 1042 e 100 ppm; CO: 496.7 e 100 ppm; equilibrada com argônio).
- Durante a eletrólise, manter a taxa de fluxo de gás CO2 no sccm 50,0, entrega de CO2 no compartimento catódico contendo CO2-saturada eletrólito de3 KHCO 0,1 M e ventilação de escape em GC.
- Sintonia progressiva da tensão no eletrodo de trabalho, que variam de-0.3 a -1,0 V vs RHE, manter ~ 15 min para cada potencial e recorde a curva correspondente do chronoamperimetric.
- Determine o H2 e conteúdo de CO nos gases de escape de sinais TCD e FID, respectivamente.
Nota: Os produtos de gás são amostrados após uma Electrólise contínua de ~ 10 min sob cada potencial. O 50 sccm CO2 gás, misturado com continuamente produzido H2 e CO, fluiu através da alça de amostragem (1 mL) da GC durante a eletrólise. - Calcule a densidade de corrente parcial para um determinado gás do produto abaixo:
onde x, é a fração de volume de determinado produto determinado pela GC online com referência a curvas de calibração de duas amostras de gás padrão (Scott e Airgas), v é a taxa de fluxo de 50 sccm, n é o número de elétrons envolvidos, p0 = 101.3 kPa e F é a constante de Faradaic e R é a constante dos gases. - Calcular a eficiência Faradaic correspondente (FE) em cada potencial como
.
Nota: A eficiência global Faradaic poderia ser dentro de um intervalo de 90 a 110% devido os erros de taxa de fluxo de gás, densidade de corrente e análise de concentração de gás no GC.
- Emprega um GC, equipado com uma combinação de colunas peneira molecular 5A e micropacked, para análise de gás de produtos durante o CO2RR.
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Representative Results
Microscopia eletrônica (SEM), varredura, microscopia eletrônica de transmissão (STEM) e espectroscopia de raios-x-energia dispersiva (EDX) imagens de mapeamento são mostradas na Figura 1 , para a caracterização da morfologia de NiN-GS. Átomo tridimensional sonda computadorizada (3D-APT) resultados são mostrados na Figura 2 para a identificação directa da simples distribuição de sites do Ni, bem como sua vizinho ambiente químico. Resultado e on-line instalação eletroquímica de medições de GC são mostradas na Figura 3 para a quantificação dos produtos de gás CO2RR.
Figura 1: caracterização de catalisadores de NiN-GS. (A) imagem do SEM de polímero electrospin carbonizado barra NFs. escala: 5 μm. imagem (B) temperatura do catalisador de NiN-GS bola-moída. Os escuros pontos (apontados por círculos vermelhos como exemplos) uniformemente distribuídos em CNF são nanopartículas de Ni (NPs). Barra de escala: 200 nm. (C) imagem com haste correção de aberração de uma NP Ni firmemente envolvido por algumas camadas de grafeno. O NP Ni é ~ 20 nm de diâmetro. A GS é ~ 10 nm de espessura. O espaçamento de camada é medido para ser 0,34 nm. Barra de escala: 5 nm. Mapeamento de (D) EDS de catalisador de NiN-GS. Três Ni NPs foram observado na imagem do tronco no painel esquerdo, que é consistente com a imagem de mapeamento Ni com um do NPs indicado pelo círculo amarelo. Detectou-se sinais de Ni em áreas longe do NPs, demonstrando a incorporação bem sucedida dos átomos de Ni em camadas de grafeno. Barra de escala: 20 nm. Esta figura foi modificada de referência 19 com permissão dos direitos autorais da Elsevier 2017. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 2: tomografia computadorizada de sonda de átomo de catalisador de NiN-GS. (A) o mapa 2D átomo de NiN-GS. Barra de escala: 10 nm. (B) projetada vista 2D de átomos de Ni. As áreas verdes representam áreas ricas de Ni (> 50%). Longe das fontes de Ni, há ainda um número significativo de Ni átomos dispersada na área de carbono. Barra de escala: 10 nm. (C) o mapa de contorno de concentração de Ni com um intervalo de 2%. (D) ampliada em vista lateral (superior) e vista superior (inferior) grafeno camadas com Ni átomos único coordenados em vagas. Apenas um átomo de Ni é diretamente coordenada com um átomo de N. Escala de bares: 1 nm. (E) mapa de átomo da área selecionada na Figura 2A , como apontado pelo círculo amarelo. Barra de escala: 5 nm. (F) a estatística da área selecionada na Figura 2E. A maioria dos átomos Ni são na morfologia do único-átomo, e 0,2% deles são coordenadas com átomos de N. Esta figura foi modificada de referência 19 com permissão dos direitos autorais da Elsevier 2017. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 3: medição de GC a configurar e um exemplo representando para demonstrar todo o processo de medição FE. (A) 1. Controle de fluxo de massa (MFC) para um caudal CO2 de exatos 50 sccm. 2. CO2 gás flui para a célula. 3. CO2 gás flui fora do reator, reunindo produtos de gás. 4. a mistura de gás preenche o loop de amostragem de GC continuamente. 5. o fluxo contínuo de gás é monitorado pelas bolhas geradas no vidro. (B) Chronoamperometry de CO2 redução sob-0.82 V vs RHE. (C, D) TCD e FID respostas para os produtos de gás. (E, F) Calibração de padrão de gás TCD e FID. (G) CV do NiN-GS em CO2 e N2 eletrolíticas saturada, sugerindo um caminho de reação diferente quando CO2 está presente. (H) FEs de H2 e CO sob diferentes potenciais aplicadas para NiN-GS. Esta figura foi modificada de referência 19 com permissão dos direitos autorais da Elsevier 2017. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
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Discussion
No processo acima eletrofiação, dois passos importantes devem notar-se nos procedimentos de síntese material: 1) a mistura DMF (etapa 1.1.2) e 2) a taxa de bomba ajustando (etapa 1.2.2) para coincidir com a taxa de rotação de aquecimento. A imagem SEM na figura 1A mostra as nanofibras de carbono obtidos interligadas uns com os outros (~ 200 nm de diâmetro). Eles foram quebrados em pedaços pequenos por bola de trituração para caracterizações como mostrado na figura 1B. Ni nanopartículas foram distribuídas uniformemente nas nanofibras de carbono. Átomos de carbono ligados com Ni sob a alta temperatura que precipitar-se e foram catalisados para formar camadas de grafeno na superfície metálica de Ni durante o processo de arrefecimento. Uma observação mais perto do NPs Ni por haste aberração corrigida na Figura 1 revela que, a NP é firmemente encapsulado por algumas camadas (~ 10 nm) de grafeno como confirmado pelo espaçamento de camada média de ~ 0,34 nm. Sem clusters de Ni foram observadas dentro do GS. Esta concha impede o NP Ni de um contacto directo com o eletrólito aquoso e assim pode dramaticamente suprimi-la. A existência dos átomos do Ni na superfície shell foi confirmada por energia dispersiva mapeamento de espectroscopia (EDS) de raio-x na Figura 1. A imagem de Z-contraste tronco no painel esquerdo mostra três áreas claras representando três Ni NPs, com um deles apontou pelo círculo amarelo. Na Ni mapeamento imagem (marcada por pontos verdes), além das regiões de NP com sinais concentrados, Ni picos foi também detectada nas áreas vizinhas de carbono, demonstrando a incorporação bem sucedida dos átomos de Ni na GS. N de doping aqui desempenha um papel fundamental na criação de defeitos nas camadas de grafeno, que ajuda a prender e unir um número significativo de átomos de Ni na GS. Aqueles coordenados átomos Ni dentro das camadas de grafeno em NiN-GS mostrou os Estados de oxidação distintamente diferente do Ni NPs coberto abaixo por espectroscopia de fotoelétron de raios x, sugerindo a afinação bem sucedida de estruturas eletrônicas de Ni e, portanto, a possível sintonia de suas atividades catalíticas. Além disso, esses átomos único Ni presos numa matriz de grafeno confinados não podem ser facilmente movidos ao redor durante aplicações práticas, que contorna as reconstruções de catalisador estrutural em condições severas de reação.
Embora alguns estudos anteriores sugerem CO2-para-CO catálise em sites de metal-carbono-nitrogênio, poucas provas até à data foi relatado para demonstrar a morfologia do único-átomo ou o ambiente de coordenação dos sites ativos. Neste documento, uma evidência direta de átomos único coordenados em grafeno vagas a Ni é obtida por tridimensional (3D) átomo de resolução atômica sonda computadorizada (APT) caracterização, que é capaz de revelar se esses átomos Ni são single-átomos isolados ou pequenos grupos, e se esses sites atômicas Ni são coordenados com N ou não. A imagem projetada 2D da tomografia computadorizada 3D de catalisador de NiN-GS foi mostrada na Figura 2A. Cada pixel representa um único átomo. Como mostrado na Figura 2B, longe das áreas com concentrado Ni NPs, há também um número significativo de Ni átomos dispersada em carbono, consistente com o nosso mapeamento EDX na Figura 1. O mapa de contorno, com um intervalo de 2% na Figura 2 fornece informações detalhadas de distribuição dos átomos de Ni no catalisador, com diminuição da concentração de átomo Ni longe das fontes de Ni. Ambiente de coordenação local de átomos Ni foi mostrado ao tomar um olhar mais atento das camadas de grafeno na Figura 2D. Existem alguns Ni átomos único coordenados em vagas de grafeno, fornecendo uma evidência direta do único site atômica Ni. Observaram-se sem clusters de Ni. Além disso, também notamos que há um átomo Ni coordenado com um átomo de N na vaga de grafeno, sugerindo uma pequena proporção de Ni atômicas sites coordenados com os átomos de N. Informações mais detalhadas sobre a coordenação circundante de Ni sites atômicas podem ser extraídos de estatísticas e análise quantitativa (Figura 2F). A área selecionada com átomos dispersos de Ni é indicada pelo círculo amarelo na Figura 2A e ampliada na Figura 2E. Entre todos os átomos de Ni nesta área, 83% deles estão em átomos simples, sem vizinhos átomos Ni mais perto do que 2.2 Å. Além disso, nesses átomos único Ni, apenas 0,2% deles são diretamente coordenadas com uma vizinha N (menor que 2 Å), sugerindo que a maioria dos sites atômicas Ni são coordenadas com átomos de C. Abordagem experimental mais detalhada, incluindo baseados em síncrotron raio x absorção espectroscopia caracterização, em situ eletroquímica atenuadas espectros de infravermelho de reflectância total (ATR-IR) com CO como sonda de superfície, juntamente com outros experimentos de controle simulações teoria funcional (DFT) design e densidade de CO2-para-CO redução ao longo de partes diferentes de coordenação, são realizados para investigar exaustivamente os sites único átomo do centro ativo de Ni e esses resultados podem ser encontrados em Jiang, K. et al . 19.
O desempenho de2RR CO electrocatalytic de catalisador de NiN-GS, soltar casted coletor atual de carbono vítreo, é executada no eletrólito de3 KHCO 0,1 M na H-célula personalizado. Produtos de gás são analisados pelo GC no potenciais passos de 100 mV e ainda mais ampliado em 50 mV em volta do pico de FE. Observe que a concentração de produtos de gás pode ser ajustada alterando a taxa de fluxo do gás CO2 (passo 2.2.4) e, portanto, as medições de FE podem ser exatas mesmo para pequenas correntes. Fazer o teste de chronoamperometric de CO2 redução sob-0.82 V vs RHE por exemplo (Figura 3B), depois que o fluxo de gás entra em loop de amostragem, H2 é detectada a min ~5.5 por TCD, e CO é detectado no ~ 12 min pelo FID, correspondente a uma FE CO de ~ 93% e H2 FE ~ 12%. Tendo em conta a distribuição de produtos de2RR CO diversa, a actual configuração de GC on-line, portanto, fornece informações valiosas sobre o acompanhamento em tempo real de escape conteúdo durante a eletrólise.
Em resumo, Nós demonstramos um método para incorporar átomos de metais de transição em uma matriz bidimensional bem-definida e ajuste eficazmente suas estruturas eletrônicas e favorecendo as vias de2RR CO desejadas. O protocolo de análise de produto do CO2RR gás fornece um método detalhado e padrão para medir com precisão a eficiência Faradaic de cada produto. Dada a grande variedade de aplicações de catalisador do átomo, o presente protocolo composto catalisador facile preparação e análise de produtos on-line fornece uma plataforma importante para projetar vários catalisadores de átomo robusto de metal de transição para cumprir mais eficiente energia renovável conversão e química industriais demandas.
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Acknowledgments
Este trabalho foi financiado pelo programa Rowland Fellows da Universidade de Rowland Instituto de Harvard. Este trabalho foi realizado em parte no centro para sistemas de nanoescala (CNS), um membro da rede nacional de nanotecnologia infraestrutura, que é apoiado pela Fundação Nacional de ciência sob prêmio nenhum. ECS-0335765. O CNS é parte da Universidade de Harvard.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| syringe pump | KD Scientific | KDS-100 | |
| tube furnance | Lindberg/Blue M | TF55035A-1 | |
| ball miller | SPEX SamplePrep | 5100 | |
| electrochemical work station | BioLogic | VMP3 | |
| pH meter | Orion | 320 PerpHecT | 2 points calibration before use |
| gas chromatograph | Shimadzu | GC-2014 | a combined seperation system consisting of molecular sieve 5A, Hayesep Q, Hayesep T, and Hayesep N |
| mass flow controller | Alicat Scientific | MC-50SCCM-D/5M | |
| ultrapure water system | Millipore | Synergy | |
| vacuum desiccator | PolyLab | 55205 | |
| polyacrylonitrile | Sigma-Aldrich | 181315 | Mw=150,000 |
| polypyrrolidone | Sigma-Aldrich | 437190 | Mw=1,300,000 |
| Ni(NO3)26H2O | Sigma-Aldrich | 244074 | |
| dicyandiamide | Sigma-Aldrich | D76609 | |
| dimethylformamide | Sigma-Aldrich | 227056 | |
| carbon fiber paper | AvCarb | MGL370 | |
| Nafion 117 membrane | Fuel Cell Store | 117 | used as proton exchange membrane in H-cell |
| KHCO3 | Sigma-Aldrich | 431583 | further purified by electrolysis |
| platinum foil | Beantown Chemical | 126580 | |
| saturated calomel electrode | CH Instruments | CHI150 | |
| glassy carbon electrode | HTW GmbH | SIGRADUR | 1 cm × 2 cm |
| wax | Apiezon | W-W100 | |
| Nafion 117 solution | Sigma-Aldrich | 70160 | used as ionomer in catalyst ink preparation |
| forming gas | Airgas | UHP | 5% H2 balanced with Ar |
| carbon dioxide | Airgas | LaserPlus | |
| sandard gas | Airgas | customized | 500 ppm CO, 500 ppm CH4, 1000 ppm H2 balanced with Ar |
| sandard gas | Air Liquide | customized | 100 ppm H2, 100 ppm CO and other alkanes balanced with Ar |
References
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