電化學還原二氧化碳生成含碳燃料,與風能和太陽能等可再生能源相結合,是合成碳中性燃料和實現精細化學品生產的有利途徑。許多金屬已被廣泛研究應用于電催化還原二氧化碳,但是碳氫化合物的形成需要高的過電勢(¹ V),這也意味著巨大的能量損失。為了改進催化過程,需要更好地理解影響該催化反應的選擇性和能量效率的因素。本文制備了金納米粒子/碳點/氮化碳復合物(Au-CDots-C3N4)、硫化亞鐵/硫化鎳納米復合物(Fe S2/Ni S)以及多孔銀/碳點納米復合物(p-Ag/CQDs)并使用多種儀器(例如透射電子顯微鏡,X射線光電子光譜和X射線粉末衍射等)表征了這些材料的結構。進一步研究了它們的電催化性能以及相應的催化機理。主要內容如下:(1)使用熱解法和光還原法制備了高催化活性的Au-CDots-C3N4三組分復合物,其電催化還原CO2可以生成CO。反應的過電位僅為0.19 V。并且在-0.5 V的電壓下,CO的法拉第效率高達79.8%。對比實驗結果(Au NPs、C3N4、CDots、CDots-C3N4和Au-C3N4)以及DFT理論計算表明Au-CDots-C3N4三組分...

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【學位級別】：碩士

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中文摘要
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第一章 緒論
    1.1 能源挑戰(zhàn)
    1.2 催化還原CO₂反應概述
        1.2.1 電催化還原CO₂研究進展
        1.2.2 不同金屬納米材料在電催化還原CO₂中的應用
        1.2.3 金屬納米材料與碳材料復合在電催化還原CO₂中的應用
    1.3 本課題的立題依據、意義及研究內容
    參考文獻
第二章 金納米粒子/碳點/氮化碳復合物催化劑高效、穩(wěn)定的催化還原二氧化碳
    2.1 前言
    2.2 儀器與試劑
    2.3 實驗與表征
        2.3.1 樣品的制備
        2.3.2 電化學測試方法
        2.3.3 氣體吸附測試
        2.3.4 質子吸附測試
    2.4 結果與討論
        2.4.1 Au-CDots-C₃N₄電催化劑的表征
        2.4.2 Au-CDots-C₃N₄復合物的催化活性
    2.5 結論
    參考文獻
第三章 硫化亞鐵/硫化鎳納米復合物對二氧化碳還原反應催化活性的研究
    3.1 前言
    3.2 儀器和試劑
    3.3 實驗和表征
        3.3.1 樣品的制備
        3.3.2 電化學測試
        3.3.3 產物分析
    3.4 結果與討論
        3.4.1 FeS₂/NiS納米復合物的結構表征
        3.4.2 FeS₂/NiS納米復合物電催化性質及產物分析
    3.5 結論
    參考文獻
第四章 多孔銀/碳點納米復合物催化劑用于高效、穩(wěn)定的二氧化碳電化學還原
    4.1 前言
    4.2 儀器與試劑
    4.3 實驗及表征
        4.3.1 樣品的制備
        4.3.2 電化學測試
        4.3.3 產物分析
        4.3.4 電化學活性面積(ECSA)測試
        4.3.5 NaHCO₃濃度影響測試
        4.3.6 CO₂吸附測試
        4.3.7 CO脫附測試
    4.4 結果與討論
        4.4.1 p-Ag/CQDs納米復合物的表征
        4.4.2 電化學測試
    4.5 結論
    參考文獻
第五章 總結
攻讀學位期間本人出版或公開發(fā)表的論著、論文
致謝



本文編號：3811426