纳米金属材料电催化还原CO2制甲酸的研究

被引量 : 0次 | 上传用户:smsyzgc
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
随着工业化和现代文明的快速发展,能源的大量消耗,环境问题频频爆发使人们不得不把眼光投向能源的持续发展。二氧化碳(CO2)是C1化学重要组成部分,同样是C1家族中最为廉价和丰富的碳资源。利用电催化还原的方法将CO2转化成甲酸、CO、醇类以及碳氢化合物等,将能量储存在这些高能量密度的物质中以便循环利用,这样不仅能缓解“温室效应”问题,还能减少人类对化石燃料的依赖。电化学还原二氧化碳(CO2)是一种非常温和有效的方法并且在反应过程中所使用的电能可以利用可再生能源所产生的电能,不会造成二次污染,具有清洁性。但由于电催化还原CO2技术仍有许多问题需要解决:(Ⅰ)提高电流密度,缩短反应时间;(Ⅱ)降低反应的过电位从而使得反应更容易进行;(Ⅲ)提高反应过程中电流的使用效率,同时减少副反应的产生;(Ⅳ)提高工作电极的稳定性等等。基于上述问题,寻找具有高催化活性的合适的催化剂,而且还要具有较高的选择性和稳定性,是CO2电催化还原技术发展的关键。本论文通过电化学沉积的方法获得Sn基和Bi基催化剂完成了如下三个体系:(1)利用恒压电镀的方法,以铜箔作为基底,氯化胆碱为电镀液制备纳米锡电极作为催化剂,在水溶液(0.1 mol/L的KHCO3溶液)中研究镀锡电极上的CO2电化学还原情况。与传统的铜电极相比,这种镀锡电极对还原CO2表现出较高的催化活性,具有较大的催化电流密度,同时能产生较高的生成甲酸的法拉第效率。(2)利用恒流电镀的方法,以铜箔、铜网作为基底,水溶液为电镀液制备纳米锡电极作为催化剂,在水溶液(0.1 mol/L的KHCO3溶液)中研究镀锡电极上的CO2电化学还原情况。与无水电镀液制作的锡电极相比,电流密度略低,但更有利于CO2.-朝目标产物甲酸根的方向转化。与传统的铜电极相比,这种镀锡电极对还原CO2表现出较高的催化活性,在-1.8 V下W-Sn/Cu电极生成甲酸的法拉第效率为92%,甲酸的生成速率为164.40μmol·h-1;W-Sn/f-Cu电极生成甲酸的法拉第效率为83.5%,甲酸的生成速率为118μmol·h-1.(3)利用原位沉积法,以铜箔作为基底,水溶液为电镀液制作纳米铋膜电极作为催化剂,在水溶液(0.1 mol/L的KHCO3溶液)中研究镀铋电极上的CO2电化学还原情况。与Cu、Ag、Sn电极相比,镀铋电极可在较低电解电位下进行催化还原CO2,且表现出较高的催化活性。
其他文献
写在前面$$  冲锋,拼杀;流血,牺牲。从平型关大捷、黄土岭之战到奇袭阳明堡、血战长乐村;从百团大战、陈庄战斗到车桥战役、雁门关大捷……胜利的旌旗,浸透着先辈的鲜血;壮丽的山
会议
20世纪早期的革命家章太炎以其激进的反满族宣传而闻名于世;然而,他关于联亚主义和印度的论著意义重大,因为它拓展了我们的思考空间,引导其超越帝国主义霸权的单一建构,从而
新文化运动的“民主”之为问题,起于清帝国的危机,更起于王朝政治与中国古代文明的危机,它在逻辑上未必完全包含在新文化运动之内。梁启超的“新民说”试图在调和儒家和西学
基于社会网络分析法,利用实地调研数据,分析寿光蔬菜与鄢陵花木集群的创新网络结构及各网络间的关系联系,分析表明:1集群企业合作创新网络具有不同的结构特征,寿光集群企业间
稻虾综合种养模式能够充分利用现有稻田,利于开展综合经营,对于繁荣农村经济、增加农民收入具有重要意义。但受经验不足、技术缺乏等因素制约,未能取得预期的经济效益和社会
近些年,环境污染成为人们亟待解决的一个重要问题。因半导体材料展现出独特的性能,使其为催化降解污染物注入了新的活力。尤其是面对水污染处理这一严峻的挑战,半导体催化剂
粉煤灰是我国主要的工业固体废物之一,以粉煤灰为载体来催化臭氧可以产生更多的羟基自由基,从而可以达到以废治废的目的,其蕴含着巨大的经济效益和环境效益。本研究以位于苏
氨法选择性催化还原(SCR)脱硝技术是目前应用最广泛的烟气脱硝方法,其核心在于SCR脱硝催化剂,工业上应用最多的是V2O5-WO3(MoO3)/TiO2型商业催化剂,然而其活性温度窗口较窄(300~400
我国对外贸易的发展日益迅速,社会各界对口岸通关效率也有了越来越高的要求。作为海关,当前主要的任务就是如何提高通关效率确保对外贸易健康发展。流程再造理论作为国际上流
抗生素在预防和治疗人类和动物疾病以及在养殖和农业都得到了广泛的应用。然而由于不合理的使用,在环境介质中,特别是水环境中不断的检测出了抗生素的存在。由于抗生素对人体