納米電極電化學還原CO2產醇的研究.pdf

1、自工業(yè)革命以來，隨著經濟的快速發(fā)展和自然資源的嚴重消耗，人類向大氣中排放的吸熱性氣體二氧化碳等在飛速的增加，由此而引起的溫室效應也隨之加劇。溫室效應被認為是嚴重的環(huán)境問題之一。當今之計是減少溫室氣體，扭轉全球變暖趨勢。電化學還原CO2將其轉化為含碳有機化合物，不僅可以實現(xiàn)碳資源的循環(huán)應用，也是有效減少大氣中CO2的方法之一。納米材料由于其具有特殊的納米結構和超高的比表面積，它在電化學還原CO2中應該具有特殊的催化性能。本論文主要從以下幾

2、個方面進行了具體的研究:
　　1.我們對納米多孔銅金合金的制備和電化學性質進行了探究。這種多孔合金材料不但具納米孔材料的高比表面積、高孔隙率和較均勻的納米孔，而且具有雙合金的優(yōu)異性能，集結構材料與功能材料的優(yōu)點于一體。它在CO2電化學還原中可能表現(xiàn)出特殊的催化活性。本工作中我們研究了向多孔銅(NPCF)上電化學鍍Au形成多孔銅金合金(Cu-Au/NPCF)材料，然后再在0.5MKHCO3溶液中，以新型的Cu-Au/NPCF材料為電

3、極電化學催化還原CO2。循環(huán)伏安曲線(LSV)表明合成的Cu-Au/NPCF材料對CO2電化學還原顯示出較高的催化活性。進一步的產物分析結果表明Cu-Au/NPCF材料催化CO2還原為醇類（甲醇、乙醇）的法拉第效率明顯的較高。本文探討了Cu-Au/NPCF材料電極上CO2還原為醇類的可能機理。
　　2.我們通過真空熱處理的方法制備出含有氧空位的納米粉末金屬氧化物TiO2材料，來探討氧空位增強TiO2電化學還原CO2產醇的研究。由于

4、這種材料表面含有缺陷，易于吸附更多的氧元素來彌補缺陷，所以在CO2電還原中對CO2的吸附力能力強，從而提高了CO2的轉化率。同時我們研究了不同暴露晶面的TiO2電化學還原CO2影響。實驗表明TiO2表面缺陷濃度越高，表面活性越好。
　　本論文主要是研究在0.5mol/LKHCO3水溶液中，納米多孔銅金合金(Cu-Au/NCF)材料電極以及含有氧空位的納米TiO2電極上的CO2電化學還原情況。并分別系統(tǒng)地研究了雙合金、晶面結構以及表