铋纳米催化剂的可控制备及电催化还原CO2性能研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:taizi0204
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
人口的急速增长和化石燃料的燃烧产生了大量的二氧化碳,通过电化学还原的方法可以将这种温室气体转化为其他可利用资源,对社会发展意义深远。  电催化还原二氧化碳反应(CO2RR)可以生成多种产物,其中甲酸是一种具有广泛工业应用价值的化学品,也可作为甲酸燃料电池中的液体燃料。铅,汞,铟,钯和铋等金属被报道可用于电催化还原二氧化碳生成甲酸。相比较而言,铋是一种储量丰富且低毒的非贵金属,目前有报道利用电沉积法制备铋膜用于电催化还原二氧化碳产甲酸,但是电沉积铋膜往往受到生长基底的限制,且合成过程不宜控制形貌生长以暴露出特定晶面,难以深入研究其催化机理,不利于工业推广应用,因此开发一种形貌可控的胶体铋纳米催化剂具有更为深远的意义。基于此现状,进行了以下工作。  一、利用水热还原法成功制备出铋球、铋线和铋片三种纳米材料。其中铋纳米片是边缘规整的六方薄片结构,具有丰富的边缘和拐角位置,在(012)晶面具有优势生长取向。基于铋纳米片的合成基础上,成功制备了铋-聚苯胺(Bi-PANI)复合纳米材料,该复合材料呈现出花瓣状的铋片结构,且保持了聚苯胺的分子结构。  二、将不同形貌的铋纳米结构材料及其复合物应用于电催化还原二氧化碳性能测试。在同等测试条件下,铋纳米片催化二氧化碳电还原生成甲酸的性能优于其他两种形貌。在-0.9V(RHE)的还原电位下,铋纳米片催化二氧化碳电还原生成甲酸的法拉第效率为80.37%。在电化学反应运行8h后,铋纳米片仍能保持较高催化活性及稳定性。在不同的还原电位下,Bi-2PANI的复合纳米材料作用下的甲酸法拉第效率始终大于同等测试条件下的铋纳米片。在-0.9V(RHE)时,Bi-2PANI催化二氧化碳电化学还原生成甲酸的法拉第效率约为83%;此外,反应运行10h后,甲酸的法拉第效率降幅约为15%,低于纯铋纳米片的降幅20%。  通过制备充分暴露活性位点的铋纳米片以及经过聚苯胺的修饰,得到的复合材料具有良好的电还原二氧化碳选择性、活性及稳定性,为将来电化学还原二氧化碳催化剂的制备与调控提供了思路。
其他文献
乙二醇(EG)是生产聚酯纤维的重要化工原料,随着全球纤维需求量的不断扩大,乙二醇的需求也在逐渐增加。我国的能源结构决定了煤制乙二醇工艺将是我国乙二醇行业的重要路线。本文从工艺路线、节能减排和动态控制三方面入手,利用Aspen Plus对年产10万吨/年煤制乙二醇精馏工段中的脱甲醇塔、脱酯塔和脱醇塔进行稳态模拟计算,优化各塔操作参数。设计差压双效精馏流程和萃取流程,降低了整个工艺的能耗,对废弃物进行
人形机器人是机器人研究中重要的方向之一,是目前国际学术和工业普遍关注的热点。其中,仿生关节是人形机器人中实现形态、功能仿生的重要组成部分。肩关节是人体运动范围最大和
塔式起重机(简称塔机)是一种高耸、重载的大型工程机械,在各个行业尤其是建筑行业得到了广泛的应用。随着新技术和新材料在机械工程领域的广泛应用以及工程需求的提高,塔式起重机结构向着大型、高速和轻量化方向发展,塔式起重机在使用过程中所受的冲击急剧增加,对于塔式起重机动态特性以及设计中动载冲击系数的研究也更受关注,突然卸载是塔机较为常见也是塔机结构受载最为严重的工况之一,对塔机突然卸载冲击的研究一直是起重
学生境外修学是一门特殊的体验课程,它是一个以学习为目的的特殊经历,这个经历能给参与修学的学生带来很多好处. 比如:通过参观境外不同的学校、科技机构以及企业扩大视野,丰
课题来源于中国石油化工股份有限公司重庆一坪润滑油分公司专项研究项目“新型双向刮壁搅拌制脂釜关键技术研究”。制脂釜是润滑脂生产过程中的关键设备,而搅拌器、刮壁器、
目前,由于人们对润滑油的水污染认识不足,导致我国润滑油的水污染比较严重,现阶段常用的脱水设备主要有重力沉降、离心分离设备等,这类设备在实际应用中普遍存在处理效率低等问题
微纳制造业的迅猛发展,也带动着测量技术的不断提高。原子力显微镜和三坐标测量机等也以其各有的优势在不同测量领域得到广泛的应用。原子力显微镜能以纳米级精度测得微纳器件的面型特征,但其测量范围有限;而传统的三坐标测量机虽然可以完成大范围的面型测量,但由于测头的限制导致其测量精度无法达到纳米级。为了解决半球陀螺球碗尺寸与球面精度的大范围高精度测量问题,本文提出了基于三坐标测量机的新型谐振测头的研究。这种谐
本刊讯肉蛋奶和水产品是居民生活必需品.新冠肺炎疫情发生以来,养殖业发展遇到新的困难,饲料供不上、物资运不进、产品销不出、用工回不来等问题普遍存在,如不迅速妥善解决,
期刊
随着微结构表面的应用越来越广泛,人们对加工具有高效超光滑表面的光学元件提出了更高的要求。然而,传统的机械研磨抛光不仅会对工件的表面及亚表面造成损伤,表面质量也很难达到要求。大气等离子体抛光是利用等离子体与工件表面材料的化学作用去除材料,可以降低粗糙度值,不会造成表面破坏和亚表层损伤,理论上是解决微结构表面光学元件高精度、高效率制造的有效途径。等离子体加工中存在加工区域分辨率低的问题,由于等离子体的
液压系统以其功率大、响应快等优点在工程领域中得到了广泛应用,它在许多设备中起着核心的控制或传动作用。液压泵作为液压系统的“心脏”,它的工作条件最为恶劣,因此对液压泵的状态监测和故障诊断成为了保证液压系统正常运行的关键。近年来,混沌工程学成为工程领域广泛关注的课题,混沌理论Lyapunov指数的研究有助于揭示系统运动的内在规律性。论文将最大Lyapunov指数分析方法用于液压泵故障诊断研究中,计算出