環(huán)境與能源問題是全人類共同關(guān)注的熱點(diǎn)話題�；剂系娜紵龑�(dǎo)致CO2過渡排放,由此引發(fā)的全球變暖、冰川融化等系列環(huán)境問題問題亟待解決。相關(guān)領(lǐng)域的科研工作者正努力尋找解決上述問題的有力途徑,其中,CO2的轉(zhuǎn)換與利用既能消耗大氣中的CO2解決環(huán)境問題,同時(shí)也能緩解能源壓力。利用清潔能源產(chǎn)生的電能將CO2轉(zhuǎn)化為高附加值燃料和化學(xué)產(chǎn)品的電催化CO2還原(ECR)技術(shù),因其操作條件溫和、轉(zhuǎn)化效率高等特點(diǎn)吸引了廣泛的研究興趣。然而,CO2穩(wěn)定的線性分子活化需要高額的活化能與高效的催化劑同時(shí)作用,限制了其工業(yè)應(yīng)用的步伐。因此,迫切的需要開發(fā)優(yōu)異的電催化劑促進(jìn)該過程的實(shí)際應(yīng)用。經(jīng)過不斷的研究,貴金屬電催化劑性能優(yōu)異,然而資源匱乏、成本高昂阻礙了其大規(guī)模應(yīng)用。由此,設(shè)計(jì)開發(fā)高效、廉價(jià)能夠工業(yè)化的電催化劑是促進(jìn)CO2轉(zhuǎn)化、緩解環(huán)境與能源問題的有效方法。基于此,本論文設(shè)計(jì)開發(fā)一種Ni、N共摻雜的三維有序大孔/介孔碳材料,對其進(jìn)行物理表征并研究電催化CO2還原性能,主要工作可簡單總結(jié)如下:1、采用雙模板技術(shù),以SiO2膠體晶體為大孔硬模板,非離子表面活性劑Pluronic F127為介孔導(dǎo)向劑;分別以resol...

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 引言
    1.2 二氧化碳還原反應(yīng)
        1.2.1 反應(yīng)裝置
        1.2.2 反應(yīng)電解液
        1.2.3 反應(yīng)機(jī)理
    1.3 碳基ECR反應(yīng)催化劑概述
        1.3.1 非金屬單元素?fù)诫s碳
        1.3.2 非金屬雙原子摻雜碳
        1.3.3 過渡金屬、氮共摻雜碳材料
    1.4 三維有序大孔/介孔碳材料及制備
        1.4.1 三維有序大孔/介孔碳材料
        1.4.2 三維有序大孔/介孔碳材料的制備
    1.5 常用電催化劑性能評價(jià)指標(biāo)
    1.6 選題依據(jù)和研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料及研究技術(shù)
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)所用試劑和材料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)所用儀器
    2.2 材料表征方法
        2.2.1 掃描電子顯微鏡(SEM)和X-射線能量色散譜(EDS Mapping)
        2.2.2 透射電子顯微鏡(TEM)及高分辨透射電子顯微鏡(HR-TEM)
        2.2.3 X射線電子衍射(XRD)
        2.2.4 BET比表面積
        2.2.5 X射線光電子能譜(XPS)
        2.2.6 拉曼光譜
    2.3 電化學(xué)性能測試
        2.3.1 循環(huán)伏安法(CV)
        2.3.2 線性掃描伏安法(LSV)
        2.3.3 電化學(xué)阻抗譜(EIS)
        2.3.4 電化學(xué)活性表面積(ECSA)
        2.3.5 恒電位電解(CP)/計(jì)時(shí)電流法(I-t)
    2.4 產(chǎn)品分析
    2.5 ECR性能評價(jià)數(shù)據(jù)及其計(jì)算方法
        2.5.1 電位校正
        2.5.2 法拉第效率
        2.5.3 電流密度(幾何)
        2.5.4 特定產(chǎn)物的部分電流密度(幾何)
        2.5.5 Tafel斜率
    2.6 工作電極的制備
    2.7 電催化CO₂還原性能測試操作流程
    2.8 電化學(xué)測試裝置
第三章 Ni、N共摻雜三維有序大孔/介孔碳(Ni-N-OMMC)材料的合成及其電催化CO₂還原性能研究
    3.1 引言
    3.2 Ni、N共摻雜三維有序大/介碳Ni-N-OMMC的制備
        3.2.1 二氧化硅蛋白石(膠體晶體)(SiO₂ opal)的制備
        3.2.2 碳源resol型酚醛樹脂預(yù)聚體(M_w <500)的制備
        3.2.3 Ni、N共摻雜的三維有序大孔/介孔碳(Ni-N-OMMC)的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 材料的物理表征
        3.3.2 材料的電催化還原CO₂性能測試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 摻雜碳材料電催化還原CO₂影響因素研究
    4.1 前言
    4.2 前驅(qū)液中Ni含量對性能的影響
        4.2.1 Ni-N-OMMC-x的制備
        4.2.2 Ni-N-OMMC-x的物理表征
        4.2.3 材料的ECR性能測試
    4.3 毒性離子對ECR的影響
    4.4 電解液濃度對性能的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者與導(dǎo)師簡介
附件



本文編號：3738067