高分散铜纳米粒子电催化还原二氧化碳的性能研究

发布时间：2022-10-04 20:32

　　电化学CO₂还原反应（electrochemical CO₂ reduction reaction,简写为eCO₂RR）是利用电能催化还原温室气体-二氧化碳的一种有前景的研究技术,可将CO₂转化为碳氢化合物和醇等高附加值的产品。但是,CO₂结构稳定、eCO₂RR机理复杂,该方法依赖于具有高活性的催化剂。近年来,铜基催化剂因价格低廉、且能催化产生多碳产物,是研究最多的催化剂,围绕铜基材料的缺陷结构、铜的氧化态、铜晶面暴露等展开了系列研究,把材料外在化学成份和物理结构的影响与内在的中间产物吸附和反应途径的选择联系起来,从理论和实验上进行了深度探讨。本文从铜纳米粒子的尺度分布入手,考察不同碳基气凝胶（carbon aerogel,简写为CA）材料对铜（Cu）纳米粒子的分散作用,制备高效、稳定的eCO₂RR催化材料,具体研究内容如下:（1）利用间苯二酚（R）和甲醛（F）溶胶-凝胶反应形成的缩聚结构将Cu²⁺限域,经过高温... 

【文章页数】：92 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 CO_2的研究
        1.2.1 电化学还原CO_2(e CO_2RR)
    1.3 电化学还原CO_2 的概述
        1.3.1 eCO_2RR的重要参数
        1.3.2 eCO_2RR的反应路径
    1.4 电化学还原CO_2 面临的挑战
        1.4.1 析氢反应(HER)严重
        1.4.2 多碳产物过电势高
        1.4.3 多碳产物选择性差
        1.4.4 电催化剂不能兼具高活性和稳定性
        1.4.5 多碳产物电流密度低
    1.5 eCO_2RR的催化剂
        1.5.1 铜基催化剂
        1.5.2 非铜基催化剂
    1.6 论文研究意义与主要研究内容
第二章 高分散铜纳米粒子/碳气凝胶电化学还原CO_2的研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验主要试剂和仪器
        2.2.2 高分散的铜纳米粒子/碳气凝胶的制备
        2.2.3 Cu/CA-CO_2-N_2-T的结构表征及电化学研究测试方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 Cu/CA-CO_2-N_2-T物理化学性质分析
        2.3.2 电化学性能分析
    2.4 本章小结
第三章 丝素蛋白衍生铜纳米粒子/碳气凝胶电化学CO_2还原的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 催化剂的制备
        3.2.3 SF-Cu/CA的结构表征及电化学研究测试方法
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 SF-Cu/CA物理化学性质分析
        3.3.2 电化学性能分析
    3.4 本章小结
第四章 丝素蛋白衍生CuAg纳米粒子/碳气凝胶电化学还原CO_2 的研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂与仪器
        4.2.2 丝素蛋白衍生铜银合金纳米粒子/碳气凝胶(SF-CuAg/CA-N)的制备
        4.2.3 SF-CuAg/CA-N的结构表征及电化学研究测试方法
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 SF-CuAg/CA物理化学性质分析
        4.3.2 SF-CuAg/CA电催化还原CO_2 性能分析
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新与展望
        5.2.1 创新
        5.2.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的主要科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]二氧化碳光电催化转化利用研究进展[J]. 陈为,魏伟,孙予罕.  中国科学:化学. 2017(11)



本文编号：3685713