AgNi及Ag-C復(fù)合材料的制備與電催化還原CO2性能研究.pdf

1、二氧化碳(CO2)是碳的一種最高價(jià)態(tài)存在形式，具有非常高的熱力學(xué)穩(wěn)定性。近些年來，由于過度的人類生產(chǎn)生活活動(dòng)，大氣中CO2的濃度以前所未有的速度上升，大氣溫度也隨著快速升高，由此引起的冰川融化、海平面上升以及極端天氣讓人們意識到降低CO2的濃度迫在眉睫。將CO2通過電化學(xué)還原的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)化不僅可以降低大氣中CO2的濃度，還能把太陽能、風(fēng)能、核能等清潔可再生能源轉(zhuǎn)化為化學(xué)能進(jìn)行儲存與利用。
　　本文用電化學(xué)共沉積與多元醇還原法制備了

2、AgNi合金與Ag/C納米復(fù)合材料，利用XRD、SEM、TEM等手段表征了產(chǎn)物的物理化學(xué)性能。此外，本論文利用三電極體系與氣相色譜結(jié)合的方法探索了合成與催化條件對以上材料在水溶液體系中的CO2催化性能的影響，并討論了將其作為合成氣催化劑的可行性。
　　本文通過對電解液種類和濃度的研究發(fā)現(xiàn)采用KHCO3為電解液可以獲得比用NaHCO3做電解液時(shí)更高的H2與CO產(chǎn)量和法拉第效率，并且提高電解液濃度也能實(shí)現(xiàn)以上目的?；椎倪x擇對催化性能

3、的影響非常大，其中以Cu做基底時(shí)效果最佳。降低沉積電壓會使鍍層變得粗糙，但可以提高AgNi合金鍍層中Ni的含量，也能提高H2催化反應(yīng)的起始電位，還能大幅提高H2與CO產(chǎn)量和法拉第效率，在Cu上，當(dāng)沉積電壓為-0.85V時(shí)，H2和CO的產(chǎn)量可達(dá)近2000ppm。
　　合成Ag/C復(fù)合材料時(shí)，采用乙二醇作為溶劑可以獲得純凈的Ag/C，同時(shí)將反應(yīng)時(shí)間從1h延長至5h不僅能增大Ag/C中Ag的尺寸，也能增強(qiáng)H2和CO的催化效果；以碳黑CB

4、為載體時(shí)粒子電化學(xué)性能和催化性能都比MWCNT和氧化石墨烯GO更好，并能在-0.8V~-1.2V的電勢范圍內(nèi)保持CO法拉第效率在50％以上；連結(jié)劑半胱胺的加入量以與AgNO3質(zhì)量比1:4時(shí)最佳，而Ag/C中Ag的負(fù)載量可以通過控制反應(yīng)物AgNO3和碳黑的比例實(shí)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)最終確定AgNO3和碳黑的最優(yōu)比例為1:1，此時(shí)Ag粒子尺寸為4.88nm，負(fù)載量為37.1%；將反應(yīng)產(chǎn)物Ag/C進(jìn)行熱處理可大幅提高催化性能：CO電流密度達(dá)3mA/cm-