銅納米線電極在電催化二氧化碳還原中的應(yīng)用.pdf

1、新興的電催化二氧化碳還原技術(shù)為人類解決能源與環(huán)境問題指明了新方向，銅作為一類產(chǎn)物分布廣泛且具有二氧化碳深度電還原能力的金屬催化劑具有實際的應(yīng)用價值，然而過電位高、催化劑失活、產(chǎn)物選擇性不可控等問題限制了其進一步發(fā)展。近年來，納米銅催化劑從降低過電位、增加電流密度等方面入手改善了其電化學(xué)性能，然而析氫活性高、產(chǎn)物可調(diào)控性差等問題卻一直未得到有效解決，不僅如此，銅的二氧化碳深度還原能力也沒有得到充分挖掘。為解決這一問題，科研人員在催化劑的設(shè)

2、計與研發(fā)方面進行了深入探索，然而電極的界面浸潤性與結(jié)構(gòu)設(shè)計對于電催化二氧化碳還原性能的影響卻鮮有關(guān)注，針對以上問題，以銅納米線作為研究對象開展了以下工作:
　　1、通過液相還原法得到了尺寸均一、長徑比較高、表面粗糙、富含晶界的銅納米線，一維材料的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢顯著降低了多晶銅材料用于二氧化碳還原反應(yīng)的過電位，提升了催化活性。利用聚四氟乙烯對銅納米線疏水化處理得到了親氣疏水的超親氣銅納米線，親氣構(gòu)筑的水下氣體擴散通道加速了二氧化碳的傳質(zhì)，

3、提升了產(chǎn)物的選擇性與可調(diào)控性，在較低的過電位(-0.4V,RHE)下，一氧化碳的選擇性高達71％，在較高的過電位下(-0.6V,RHE)，甲酸的選擇性高達68％;疏水則抑制了過量的質(zhì)子，有效抑制了析氫活性，使二氧化碳還原的選擇性高達78％。此外，氣體/離子擴散層的構(gòu)筑優(yōu)化了氣體與離子的擴散路徑，增強了銅納米線的穩(wěn)定性。
　　2、利用化學(xué)刻蝕、高溫脫水和電還原三步法在銅箔基底上制得密集排布的銅納米線陣列。陣列化所帶來的高比表面增強了