空位缺陷与Cu合金化改善Bi金属电还原CO 2 性能的研究

发布时间：2024-03-12 06:05

　　电催化还原CO₂制备甲酸,以甲酸为能量载体构建可再生能源存储体系被认为是解决能量存储问题和缓解能源危机非常有潜力的途径之一。然而,线性结构的CO₂分子因其C=O双键的存在,在一般条件下结构非常稳定,因此在电催化还原CO₂过程中,CO₂分子的活化需要外加很大的偏压才能够进行。为了实现高效、稳定的电催化还原反应,需要设计出具有高活性、高稳定性的电催化剂。现有调控催化剂性能的主要方式有构建表面缺陷态、调整暴露晶面以及调控表界面微环境等,这些调控策略主要针对CO₂分子吸脱附问题、分子活化问题以及催化剂表面原子与中间物种的吸附强度问题等。这些策略之间并不是互相独立的,可以通过优缺互补、相互协调的方式来改善催化剂性能。实际上,这些策略主要是在电子层面调控催化剂表面原子与表面活性物种(^*CO₂^—、^*CO、^*OCHO、^*COOH等)之间的相互作用。因此,研究催化剂...

【文章页数】：87 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 电催化还原CO₂基础理论
        1.2.1 电催化还原CO₂体系基本组成和结构
        1.2.2 电催化还原CO₂基本原理与反应过程
        1.2.3 电催化还原CO₂的评价参数
    1.3 电催化还原CO₂催化剂分类
        1.3.1 Bi、Sn等主族金属基催化剂
        1.3.2 Cu基以及过渡金属基催化剂
        1.3.3 合金体系催化剂
    1.4 电催化还原CO₂催化剂设计原则
    1.5 本论文选题依据和主要研究内容
    1.6 本论文创新之处
    参考文献
第二章 原子空位辅助高活性Bi(001)晶面电催化还原CO₂的研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂与仪器
        2.2.2 Bi催化剂电极制备
        2.2.3 Bi超薄纳米片物性表征
        2.2.4 理论计算
        2.2.5 Bi催化剂电极电化学测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 Bi催化剂物相分析及形貌表征
        2.3.2 Bi纳米片和Bi枝晶电化学性能
        2.3.3 Bi纳米片上空位作用机制
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 CuBi合金催化剂电催化还原CO₂ 的性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 CuBi催化剂电极制备
        3.2.2 CuBi枝晶与Bi枝晶催化剂电化学测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 CuBi枝晶与Bi枝晶催化剂物相分析及形貌表征
        3.3.2 CuBi枝晶和Bi枝晶电极电化学性能
        3.3.3 CuBi合金催化剂高效还原CO₂ 作用机制
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
硕士期间所获研究成果
致谢



本文编号：3926653