電化學CO₂還原反應（electrochemical CO₂ reduction reaction,簡寫為eCO₂RR）是利用電能催化還原溫室氣體-二氧化碳的一種有前景的研究技術,可將CO₂轉(zhuǎn)化為碳氫化合物和醇等高附加值的產(chǎn)品。但是,CO₂結構穩(wěn)定、eCO₂RR機理復雜,該方法依賴于具有高活性的催化劑。近年來,銅基催化劑因價格低廉、且能催化產(chǎn)生多碳產(chǎn)物,是研究最多的催化劑,圍繞銅基材料的缺陷結構、銅的氧化態(tài)、銅晶面暴露等展開了系列研究,把材料外在化學成份和物理結構的影響與內(nèi)在的中間產(chǎn)物吸附和反應途徑的選擇聯(lián)系起來,從理論和實驗上進行了深度探討。本文從銅納米粒子的尺度分布入手,考察不同碳基氣凝膠（carbon aerogel,簡寫為CA）材料對銅（Cu）納米粒子的分散作用,制備高效、穩(wěn)定的eCO₂RR催化材料,具體研究內(nèi)容如下:（1）利用間苯二酚（R）和甲醛（F）溶膠-凝膠反應形成的縮聚結構將Cu²⁺限域,經(jīng)過高溫... 

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 CO_2的研究
        1.2.1 電化學還原CO_2(e CO_2RR)
    1.3 電化學還原CO_2 的概述
        1.3.1 eCO_2RR的重要參數(shù)
        1.3.2 eCO_2RR的反應路徑
    1.4 電化學還原CO_2 面臨的挑戰(zhàn)
        1.4.1 析氫反應(HER)嚴重
        1.4.2 多碳產(chǎn)物過電勢高
        1.4.3 多碳產(chǎn)物選擇性差
        1.4.4 電催化劑不能兼具高活性和穩(wěn)定性
        1.4.5 多碳產(chǎn)物電流密度低
    1.5 eCO_2RR的催化劑
        1.5.1 銅基催化劑
        1.5.2 非銅基催化劑
    1.6 論文研究意義與主要研究內(nèi)容
第二章 高分散銅納米粒子/碳氣凝膠電化學還原CO_2的研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗主要試劑和儀器
        2.2.2 高分散的銅納米粒子/碳氣凝膠的制備
        2.2.3 Cu/CA-CO_2-N_2-T的結構表征及電化學研究測試方法
    2.3 結果與討論
        2.3.1 Cu/CA-CO_2-N_2-T物理化學性質(zhì)分析
        2.3.2 電化學性能分析
    2.4 本章小結
第三章 絲素蛋白衍生銅納米粒子/碳氣凝膠電化學CO_2還原的研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑
        3.2.2 催化劑的制備
        3.2.3 SF-Cu/CA的結構表征及電化學研究測試方法
    3.3 實驗結果與討論
        3.3.1 SF-Cu/CA物理化學性質(zhì)分析
        3.3.2 電化學性能分析
    3.4 本章小結
第四章 絲素蛋白衍生CuAg納米粒子/碳氣凝膠電化學還原CO_2 的研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑與儀器
        4.2.2 絲素蛋白衍生銅銀合金納米粒子/碳氣凝膠(SF-CuAg/CA-N)的制備
        4.2.3 SF-CuAg/CA-N的結構表征及電化學研究測試方法
    4.3 實驗結果與討論
        4.3.1 SF-CuAg/CA物理化學性質(zhì)分析
        4.3.2 SF-CuAg/CA電催化還原CO_2 性能分析
    4.4 本章小結
第五章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 創(chuàng)新與展望
        5.2.1 創(chuàng)新
        5.2.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間的主要科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]二氧化碳光電催化轉(zhuǎn)化利用研究進展[J]. 陳為,魏偉,孫予罕.  中國科學:化學. 2017(11)



本文編號：3685713