化石能源的消耗伴隨著CO₂的過(guò)量排放,導(dǎo)致全球氣候變暖,對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響。將過(guò)量的CO₂轉(zhuǎn)換為能源產(chǎn)品,不僅可以維持生態(tài)平衡,還能發(fā)展傳統(tǒng)能源的化學(xué)替代品,緩解能源危機(jī)。光/電催化是將CO₂轉(zhuǎn)化為能源產(chǎn)品的重要手段,開(kāi)發(fā)高效的CO₂還原催化劑是實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)的關(guān)鍵。目前,具有高活性的光/電催化還原CO₂的材料大多屬于納米材料,但是其缺乏清晰的結(jié)構(gòu)信息,對(duì)反應(yīng)機(jī)理的研究具有很大的挑戰(zhàn)。相比之下,分子催化劑可以提供分子平臺(tái),清晰地研究反應(yīng)機(jī)理,開(kāi)發(fā)穩(wěn)定高效的異相分子催化劑可以極大的促進(jìn)CO₂還原進(jìn)程的發(fā)展。金屬有機(jī)框架化合物（MOF）是由金屬/簇和有機(jī)配體自組裝而成的金屬配合物的一種,是一種周期性排列的多孔骨架晶態(tài)材料。對(duì)于CO₂還原反應(yīng)而言,多孔MOFs易于捕獲CO₂,促進(jìn)光/電催化CO₂還原。其次,MOFs可設(shè)計(jì)調(diào)控,選擇光/電響應(yīng)的配體,例如卟啉類(lèi)化合物,具有強(qiáng)的光敏活性,氧化還原活... 

【文章來(lái)源】：南京師范大學(xué)江蘇省 211工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

對(duì)電催化產(chǎn)物提出了不同的機(jī)理途徑

第1章緒論5圖1.2(a)納米合金的合成示意圖，(b)納米合金用于光催化降解，(c)納米合金用于電催化還原CO2，(d)Bi-Sn二元金屬兩相圖。第一類(lèi)型的催化劑除了P區(qū)的金屬外，部分的非金屬催化劑對(duì)CO2還原生成HCOO—也表現(xiàn)出很高的選擇性。例如，Einaga等人采用摻硼金剛石（BDD）電極，在流動(dòng)電解池中研究了CO2還原為HCOO—的電化學(xué)性能（圖1.3）[34]。BDD電極具有和金屬電極一樣優(yōu)越的電化學(xué)性能，但具有更高的穩(wěn)定性。BDD材料生成HCOO—的FE最高可達(dá)94.7%，并且長(zhǎng)達(dá)24小時(shí)。由于CO2在BDD表面的大量遷移，F(xiàn)E數(shù)值可以與其他金屬電極所達(dá)到的數(shù)值基本相等，如Sn（88.4%）和Pb（97.4%）[35]。在電流密度為15mAcm-2的情況下，其產(chǎn)率提高到473μmolm-2s-1，法拉第效率為61%。與Sn、Pb電極相比，BDD電極的電極效率和產(chǎn)率幾乎相同或更高。但是，到目前為止，這些高度選擇性的非金屬催化劑的機(jī)理的研究并不明朗，仍然需要進(jìn)一步的原位研究來(lái)闡明。

圖1.3雙室流動(dòng)電解池圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Multielectron transportation of polyoxometalate-grafted metalloporphyrin coordination frameworks for selective CO2-to-CH4 photoconversion[J]. Qing Huang,Jiang Liu,Liang Feng,Qi Wang,Wei Guan,Long-Zhang Dong,Lei Zhang,Li-Kai Yan,Ya-Qian Lan,Hong-Cai Zhou.  National Science Review. 2020(01)
[2]Metal-organic frameworks for electrochemical reduction of carbon dioxide: The role of metal centers[J]. Ping Shao,Luocai Yi,Shumei Chen,Tianhua Zhou,Jian Zhang.  Journal of Energy Chemistry. 2020(01)
[3]Coordination chemistry of atomically dispersed catalysts[J]. Pengxin Liu,Nanfeng Zheng.  National Science Review. 2018(05)



本文編號(hào)：3428411