金属酞菁纳米材料的合成及其电催化还原二氧化碳性能的研究
发布时间：2023-03-09 20:56
工业化的发展推进人类生活发生了巨大的变化,同时也造成了一定负面影响,化石燃料的燃烧排放大量污染物从而导致大气污染严重,其中温室效应引起了极大关注,二氧化碳(CO2)作为主要的温室气体被广泛研究,电催化还原二氧化碳(CO2)为碳氢化合物是减缓能源和环境问题的一种很有吸引力的方法。在报道的电催化剂中,金属以及合金类较多,金属配合物较少。本文主要介绍了金属酞菁配合物电催化还原CO2的性能,具体内容如下:用溶剂热法合成了单一的铜酞菁以及锡酞菁配合物,通过调节铜盐、锡盐和酞菁的比例合成三种铜锡酞菁复合材料。材料的表征采用SEM、TEM、XRD、XPS。通过CV和LSV研究了5种材料对CO2电还原的电催化性能,结果表明五种材料对CO2的电还原都具有催化作用,复合材料PcCu0.8Sn0.2的电流密度最大且过电位最小。由i-t曲线和离子色谱的测量得到产物甲酸根离子的法拉第效率同样为PcCu0.8Sn0.2...
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 CO2 转化利用
1.3 电催化还原CO2
1.3.1 CO2 的电化学还原机理
1.3.2 电催化还原CO2 产物分类
1.3.2.1 电催化还原CO2 为甲酸盐
1.3.2.2 CO2 电催化还原为CO
1.3.2.3 CO2 电还原为合成气
1.3.2.4 CO2 还原为甲烷
1.3.2.5 CO2 电还原为甲醇
1.3.2.6 CO2 电还原为多种产物
1.4 金属-大环配合物电催化还原CO2的研究进展
1.5 论文选题的依据和意义
第二章 铜锡酞菁复合材料的合成及对CO2电催化还原研究
2.1 引言
2.2 实验仪器与试剂
2.2.1 实验仪器
2.2.2 实验试剂
2.3 实验步骤
2.3.1 铜锡酞菁复合物(PcCuxSn1-x)纳米催化剂的制备
2.3.1.1 铜(Ⅱ)酞菁和锡(Ⅳ)酞菁催化剂的制备
2.3.1.2 铜锡酞菁复合纳米催化剂(PcCuxSn1-x)的制备
2.3.2 催化剂修饰电极的制备
2.3.2.1 玻碳电极(GCE)的预处理
2.3.2.2 修饰电极的制备
2.3.3 电化学性能测试
2.3.3.1 电催化还原CO2
2.3.3.2 离子色谱法检测产物甲酸根(HCOO-)
2.3.3.3 产物HCOO-法拉第效率计算
2.4 结果与讨论
2.4.1 五种铜锡酞菁复合纳米催化剂(PcCuxSn1-x)的扫描电镜(SEM)表征
2.4.2 五种铜锡酞菁复合纳米催化剂(PcCuxSn1-x)的TEM表征
2.4.3 五种铜锡酞菁复合纳米催化剂(PcCuxSn1-x)的XRD和 XPS表征
2.4.4 五种铜锡酞菁复合纳米催化剂(PcCuxSn1-x)的电催化性能研究
2.4.5 五种铜锡酞菁复合纳米催化剂(PcCuxSn1-x)的电活性面积测定
2.5 电催化还原CO2 的机理推测
2.6 小结
第三章 铜铅酞菁复合材料的合成及对CO2电催化还原研究
3.1 引言
3.2 实验仪器与试剂
3.2.1 实验仪器
3.2.2 实验试剂
3.3 实验步骤
3.3.1 铜铅酞菁复合纳米催化剂的制备
3.3.1.1 铜酞菁和铅酞菁催化剂的制备
3.3.1.2 醋酸铜酞菁/醋酸铅酞菁复合纳米催化剂的制备
3.3.2 催化剂修饰电极的制备
3.3.2.1 玻碳电极的预处理
3.3.2.2 催化材料分散液的制备
3.3.3 电化学性能测试
3.3.3.1 电催化还原CO2
3.3.3.2 产物甲酸根(HCOO-)的检测
3.3.3.3 产物HCOO-法拉第效率计算
3.4 结果与讨论
3.4.1 铜酞菁、铅酞菁及铜铅酞菁复合催化剂的SEM表征
3.4.2 铜酞菁、铅酞菁及铜铅酞菁复合催化剂的XRD表征
3.4.3 铜酞菁、铅酞菁及铜铅酞菁复合催化剂的电催化性能研究
3.4.4 不同金属酞菁材料电催化还原CO2性能比较
3.5 铜铅酞菁复合材料电催化还原CO2 的反应机理推测
3.6 小结
结论
展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位阶段发表的学位论文
本文编号：3758279
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 CO2 转化利用
1.3 电催化还原CO2
1.3.2 电催化还原CO2 产物分类
1.3.2.1 电催化还原CO2 为甲酸盐
1.3.2.2 CO2 电催化还原为CO
1.3.2.3 CO2 电还原为合成气
1.3.2.4 CO2 还原为甲烷
1.3.2.5 CO2 电还原为甲醇
1.3.2.6 CO2 电还原为多种产物
1.4 金属-大环配合物电催化还原CO2的研究进展
1.5 论文选题的依据和意义
第二章 铜锡酞菁复合材料的合成及对CO2电催化还原研究
2.1 引言
2.2 实验仪器与试剂
2.2.1 实验仪器
2.2.2 实验试剂
2.3 实验步骤
2.3.1 铜锡酞菁复合物(PcCuxSn1-x)纳米催化剂的制备
2.3.1.1 铜(Ⅱ)酞菁和锡(Ⅳ)酞菁催化剂的制备
2.3.1.2 铜锡酞菁复合纳米催化剂(PcCuxSn1-x)的制备
2.3.2 催化剂修饰电极的制备
2.3.2.1 玻碳电极(GCE)的预处理
2.3.2.2 修饰电极的制备
2.3.3 电化学性能测试
2.3.3.1 电催化还原CO2
2.3.3.3 产物HCOO-法拉第效率计算
2.4 结果与讨论
2.4.1 五种铜锡酞菁复合纳米催化剂(PcCuxSn1-x)的扫描电镜(SEM)表征
2.4.2 五种铜锡酞菁复合纳米催化剂(PcCuxSn1-x)的TEM表征
2.4.3 五种铜锡酞菁复合纳米催化剂(PcCuxSn1-x)的XRD和 XPS表征
2.4.4 五种铜锡酞菁复合纳米催化剂(PcCuxSn1-x)的电催化性能研究
2.4.5 五种铜锡酞菁复合纳米催化剂(PcCuxSn1-x)的电活性面积测定
2.5 电催化还原CO2 的机理推测
2.6 小结
第三章 铜铅酞菁复合材料的合成及对CO2电催化还原研究
3.1 引言
3.2 实验仪器与试剂
3.2.1 实验仪器
3.2.2 实验试剂
3.3 实验步骤
3.3.1 铜铅酞菁复合纳米催化剂的制备
3.3.1.1 铜酞菁和铅酞菁催化剂的制备
3.3.1.2 醋酸铜酞菁/醋酸铅酞菁复合纳米催化剂的制备
3.3.2 催化剂修饰电极的制备
3.3.2.1 玻碳电极的预处理
3.3.2.2 催化材料分散液的制备
3.3.3 电化学性能测试
3.3.3.1 电催化还原CO2
3.3.3.3 产物HCOO-法拉第效率计算
3.4 结果与讨论
3.4.1 铜酞菁、铅酞菁及铜铅酞菁复合催化剂的SEM表征
3.4.2 铜酞菁、铅酞菁及铜铅酞菁复合催化剂的XRD表征
3.4.3 铜酞菁、铅酞菁及铜铅酞菁复合催化剂的电催化性能研究
3.4.4 不同金属酞菁材料电催化还原CO2性能比较
3.5 铜铅酞菁复合材料电催化还原CO2 的反应机理推测
3.6 小结
结论
展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位阶段发表的学位论文
本文编号：3758279
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