氢氧化钠电解质溶液中电化学还原二氧化碳的研究

发布时间：2020-06-02 17:19

【摘要】：随着工业化的快速发展,全球二氧化碳的排放量逐年增加,导致全球变暖,冰川融化等自然灾害的频繁出现。因此,将二氧化碳转化利用,是一种有效的解决环境问题和能源短缺的方法。目前,二氧化碳的转化方法主要有光电化学还原,光化学还原,电化学还原,催化氢化等,而电化学还原二氧化碳反应速率快,可控性比较强,并且适用于工业化大规模生产。本论文首先分析了二氧化碳自身的性质,以及国内外二氧化碳的各种转化利用方法的优缺点,发现目前对于CO_2的电化学还原,非水溶剂的体系使用比较多,尤其有机溶剂和离子液体,但它们的成本太高。目前,关于水系电解液的研究较少,因此,本论文探究在低成本水系电解液中CO_2的电化学还原。实验首先测试了CO_2气体于不同温度下在0.7 mol·L~-11 NaOH溶液中的溶解性,结果表明当把NaOH溶液中置于4℃冰水浴中时,CO_2的溶解性达到最大,为6.222 g·L~(-1)。在此温度和NaOH溶液浓度下,进行以下实验;选取铜、铁、锌、锡、镍5种纯金属为工作电极,铂片为对电极,饱和甘汞电极为参比电极,对CO_2在NaOH溶液中的循环伏安特性进行探究,实验结果显示,相同表面积的5种金属工作电极,其还原电流值FeSnCuZnNi,表明铁电极在0.7mol·L~(-1)NaOH溶液中电化学还原二氧化碳有最好的活性。结合资料,就5种电极的电解产物的分析,铜电极做工作电极时,其目标产物为甲酸的可能性较大。因此,在上述实验的基础上,对铜电极进行一系列电化学行为测试及其产物分析。结果显示铜电极在0.7 mol·L~(-1) NaOH电解液中电化学还原CO_2的液相产物主要为甲酸,其产率可达23.75%。最后,运用SEM和EDS对铜电极反应前后表面形貌及表面元素种类进行测试,发现反应后的铜电极表面变粗糙,EDS表面元素测试结果显示反应后的铜电极表面的碳元素量、钠元素量和氧元素量增多,而其它并没有太大变化。
【图文】：

CCS技术环节

7图 1.2 可能的 CCS 系统示意图[17]2001 年挪威、美国、日本、加拿大和澳大利亚等国研究单位合作，将 5t二氧化碳封存于挪威附近海域 800 米深处。德国汉诺威联邦地质矿产局等设想利用开采国的油井和气田以及地下的含水层，在地下 1200-1500m 以岩孔来吸收层二氧化碳，，使得二氧化碳发生液化，便于节约空间。同样荷兰
【学位授予单位】：云南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O646

【参考文献】

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本文编号：2693508