CoO，Ag，Pb修饰的Dy 2 O 3 电催化还原CO 2

发布时间：2024-11-15 19:43

　　工业革命以来,化石燃料的燃烧使大气中CO₂的含量增加,由此带来一系列环境问题,如气候变暖,海平面上升,水分平衡变化,对生态环境造成影响。另一方面,人们对煤、石油等化石燃料的需求量不断增大,全球能源短缺已威胁到人类的生存发展。把CO₂催化转化为可再利用的有机物成为中外学者研究的热点。在众多的催化方法中,利用太阳能,风能,水能等可再生能源提供的电能电催化还原CO₂为有机物被认为是可同时解决这两大难题的最有前景的方式。电催化还原CO₂具有其独特的优势,电位可控,产物选择性好。催化剂是催化反应的关键因素。性能优越的催化剂首先对CO₂有较强的吸附,吸附是催化反应的第一步。其次是具有高的催化活性。金属及金属化合物通常被作为催化还原CO₂的活性中心,不同的金属对CO₂有不同的催化活性,同样金属的不同晶面催化活性也不同,通常高指数晶面的金属具有更高的催化活性。针对以上问题,本人进行了四部分工作。1.采用阳极氧化法制备了对CO₂高吸...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
1 前言
    1.1 CO₂ 的排放及危害综述
        1.1.1 CO₂ 的大量排放的危害
            1.1.1.1 气候变暖
            1.1.1.2 海平面上升
            1.1.1.3 水分平衡变化
            1.1.1.4 生态影响
        1.1.2 能源危机
        1.1.3 CO₂ 的催化转化
            1.1.3.1 光催化还原
            1.1.3.2 电催化还原
    1.2 电催化剂的选择
        1.2.1 单金属电极
        1.2.2 金属氧化物
        1.2.3 有机物
        1.2.4 金属有机框架
        1.2.5 碳纳米材料
    1.3 影响电催化还原CO₂ 的因素
        1.3.1 催化剂的形貌
        1.3.2 吸附和催化
        1.3.3 晶面调控
        1.3.4 高指数晶面催化活性
    1.4 电催化还原CO₂ 催化剂的选取
        1.4.1 Dy₂O₃ 的优势
        1.4.2 CoO作为催化剂还原CO₂ 的优势
        1.4.3 金属Ag作为催化剂还原CO₂ 的优势
        1.4.4 金属Pb作为催化剂还原CO₂ 的优势
    1.5 本课题的研究目的及主要研究内容
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究内容
            1.5.2.1 对CO₂ 有较强吸附的Dy₂O₃ 基底材料的制备条件优化和表征
            1.5.2.2 CoO修饰的Dy₂O₃ 的制备条件优化、表征以及电催化还原CO
            1.5.2.3表面活性剂调控Ag晶面,高指数晶面Ag修饰的Dy₂O₃ 的制备条件优化、表征以及电催化还原CO2

            1.5.2.4表面活性剂调控Pb晶面,高指数晶面Pb修饰的Dy₂O₃ 的制备条件优化、表征以及电催化还原CO₂

2 材料与方法
    2.1 材料试剂与仪器
        2.1.1 材料试剂
        2.1.2 仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 对CO₂ 有较强吸附的Dy₂O₃ 基底材料的制备和表征
            2.2.1.1 Dy₂O₃ 材料的制备
            2.2.1.2 Dy₂O₃ 纳米材料的表征及电化学性能检测
        2.2.2 网状CoO修饰的Dy₂O₃ 材料的制备、表征以及电催化还原CO
            2.2.2.1 网状CoO修饰的Dy₂O₃ 的制备
            2.2.2.2 网状CoO修饰的Dy₂O₃ 材料电催化还原CO₂ 产物测试
            2.2.2.3 表面活性剂调控的Ag晶面,Ag/Dy₂O₃ 高效电催化还原CO
            2.2.2.4 Ag/Dy₂O₃ 电催化还原CO₂ 产物测试
        2.2.3 表面活性剂调控Pb晶面,Pb/Dy₂O₃ 材料的制备、表征以及电催化还原CO
            2.2.3.1 表面活性剂调控Pb晶面,Pb/Dy₂O₃ 材料的制备
            2.2.3.2 表面活性剂调控Pb晶面,Pb/Dy₂O₃ 材料的表征
            2.2.3.3 表面活性剂调控Pb晶面,Pb/Dy₂O₃ 材料电催化还原CO₂ 产物测试
3 结果与分析
    3.1 Dy₂O₃ 的制备条件优化与表征
        3.1.1 Dy₂O₃ 的制备条件优化
            3.1.1.1 不同阳极氧化电压的筛选
            3.1.1.2 不同阳极氧化时间的筛选
        3.1.2 .Dy₂O₃ 材料的表征
            3.1.2.1 Dy₂O₃ 材料的SEM表征
            3.1.2.2 Dy₂O₃的XRD表征
            3.1.2.3 Dy₂O₃ 材料的电化学吸附测试
    3.2 CoO修饰的Dy₂O₃ 催化剂的制备条件优化与表征以及电催化还原CO
        3.2.1 CoO修饰的Dy₂O₃ 催化剂的制备条件优化
        3.2.2 .CoO修饰的Dy₂O₃ 催化剂的表征
            3.2.2.1 CoO修饰的Dy₂O₃ 催化剂的SEM表征
            3.2.2.2 CoO修饰的Dy₂O₃ 催化剂的EDS表征
            3.2.2.3 CoO修饰的Dy₂O₃ 的电化学性能检测
        3.2.3 CoO修饰的Dy₂O₃ 的催化还原CO₂ 的产物分析
    3.3表面活性剂调控银的晶面,Ag/Dy₂O₃ 的制备条件优化与表征以及电催化还原CO₂

        3.3.1 Ag/Dy₂O₃ 的制备条件优化
        3.3.2 .表面活性剂调控银的晶面,Ag/Dy₂O₃ 的的表征
            3.3.2.1 表面活性剂调控银的晶面,Ag/Dy₂O₃的XRD表征
            3.3.2.2 不同表面活性剂调控银的晶面的SEM表征
        3.3.3 表面活性剂调控银的晶面,Ag/Dy₂O₃ 的电化学测试及其CO₂ 还原产物的测试
            3.3.3.1 表面活性剂调控银的晶面,Ag/Dy₂O₃ 的电化学测试
            3.3.3.2 表面活性剂调控银的晶面,Ag/Dy₂O₃的CO₂ 还原产物的测试
    3.4表面活性剂调控Pb的晶面,Pb/Dy₂O₃ 的制备条件优化与表征以及电催化还原CO₂

        3.4.1 Pb/Dy₂O₃ 的制备条件优化
        3.4.2 .表面活性剂调控Pb的晶面,Pb/Dy₂O₃ 的表征
            3.4.2.1 表面活性剂调控Pb的晶面,Pb/Dy₂O₃的XRD表征
            3.4.2.2 不添加表面活性剂和十二烷基苯磺酸钠调控沉积的Pb的SEM表征
        3.4.3 表面活性剂调控Pb的晶面,Pb/Dy₂O₃ 的电化学测试,及其CO₂ 还原产物的测试
            3.4.3.1 表面活性剂调控Pb的晶面,Pb/Dy₂O₃ 的电化学测试
            3.4.3.2 表面活性剂调控Pb的晶面,Pb/Dy₂O₃的CO₂ 还原产物的测试
4 讨论
    4.1 Dy₂O₃ 的制备条件优化与表征以及吸附CO₂ 的测试
    4.2 CoO修饰的Dy₂O₃ 催化剂的制备条件优化与表征以及电催化还原CO
    4.3表面活性剂调控Ag的晶面,Ag/Dy₂O₃ 的制备条件优化与表征以及电催化还原CO₂

    4.4表面活性剂调控Pb的晶面,Pb/Dy₂O₃ 的制备条件优化与表征以及电催化还原CO₂

5 结论
    5.1 Dy₂O₃ 的制备条件优化与表征以及吸附CO₂ 的测试
    5.2 CoO修饰的Dy₂O₃ 催化剂的制备条件优化与表征以及电催化还原CO
    5.3表面活性剂调控银的晶面,Ag/Dy₂O₃ 的制备条件优化与表征以及电催化还原CO₂

    5.4表面活性剂调控Pb的晶面,Pb/Dy₂O₃ 的制备条件优化与表征以及电催化还原CO₂

6 创新之处
参考文献
致谢
攻读学位期间发表论文情况



本文编号：4012135

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