Mg掺杂锰铁氧体纳米颗粒

CO₂还原达151.87 ml/g

通过Mg²⁺掺杂调控氧空位和金属离子价态，在低温下实现高效CO₂还原为高石墨化纳米碳，所得复合材料可直接用作高性能锂电池负极。

Wang, Jia · 苏子键 · Qiuyu, Li · MengQiu, Long · 姜涛 · 张元波

Journal of CO2 Utilization 2025

具体参数

CO₂吸附量

{'zh': '129.13', 'en': '129.13'} ml/g

CO₂还原量

{'zh': '151.87', 'en': '151.87'} ml/g

HGC尺寸

{'zh': '5-50', 'en': '5-50'} nm

HGC石墨化度

{'zh': '82', 'en': '82'} %

可逆容量

{'zh': '749.46', 'en': '749.46'} mA h

HGC负载量

{'zh': '619.29', 'en': '619.29'} mg/g

技术优势

Mg²⁺掺杂提升还原活性

适量Mg²⁺掺杂诱导产生大量具有高H₂还原活性的Mn⁴⁺、Mn³⁺（B位）离子，促进氧空位生成，从而高效捕获和还原CO₂。

CO₂高效转化

Mg₀.₅MFO NPs的CO₂吸附量达129.13 ml/g，还原量达151.87 ml/g，且CO₂在(111)面遵循吸附-拉伸-极化-还原机制。

碳产物石墨化可控

通过升高温度（300 °C→650–660 °C）和延长时间（1 min→30 min），可控合成5–50 nm、石墨化度82%的高石墨化纳米碳，Mn²⁺和氧空位起关键催化作用。

复合负极循环稳定

Mg₀.₅MFO NPs上致密HGC作为缓冲涂层增强锂离子脱嵌稳定性，负载619.29 mg/g HGC的复合材料在0.2 A g⁻¹下循环400次后仍保持749.46 mA h可逆容量。

应用场景

• 锂电池负极：负载HGC的Mg₀.₅MFO NPs可直接用作高性能锂电负极，提供稳定循环容量。
• CO₂还原：在低温下高效还原CO₂为高石墨化纳米碳，实现温室气体转化利用。