能源與環(huán)境問題始終伴隨著科技發(fā)展,二氧化碳過度排放造成的溫室效應(yīng)嚴(yán)重危害著人類的生存環(huán)境。以可再生電能驅(qū)動(dòng)、實(shí)現(xiàn)封閉碳循環(huán)、產(chǎn)生高附加值化學(xué)品的二氧化碳電還原技術(shù)是解決能源危機(jī)與全球變暖的有效手段。然而,二氧化碳電還原轉(zhuǎn)化技術(shù)仍然面臨:（1）催化劑活性受限;（2）電還原反應(yīng)路徑復(fù)雜,機(jī)理尚待進(jìn)一步揭示;（3）催化劑結(jié)構(gòu)與反應(yīng)性能之間的聯(lián)系模糊等問題。摻雜、原子空位、晶界等缺陷催化劑,其表面結(jié)構(gòu)能夠改變催化劑的吸附行為和化學(xué)活性,選擇性地提高特定中間產(chǎn)物的穩(wěn)定性,利于電催化反應(yīng)的進(jìn)行,受到了研究者們的廣泛關(guān)注。納米多孔金屬在脫合金制備過程使材料產(chǎn)生殘余應(yīng)力和塑性變形。從而產(chǎn)生大量的晶體缺陷（如位錯(cuò)、孿晶和堆垛層錯(cuò)）。其結(jié)構(gòu)往往由復(fù)雜曲率表面組成,即高指數(shù)晶面構(gòu)成的豐富臺(tái)階、扭折和平臺(tái)位點(diǎn)等缺陷,利于催化反應(yīng)。因此,本文分別制備了納米多孔金、和納米多孔錫-二氧化錫復(fù)合催化劑,并對(duì)其結(jié)構(gòu)形貌進(jìn)行了詳盡的表征與分析,并進(jìn)行了二氧化碳電還原性能測試,試圖準(zhǔn)確理解富含缺陷的納米多孔催化劑結(jié)構(gòu)與性能之間的構(gòu)效關(guān)系。具體研究內(nèi)容如下:（1）通過簡單的脫合金方法制備了三維雙連續(xù)網(wǎng)狀孔道結(jié)構(gòu)的多孔金。球差... 

【文章來源】：天津理工大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

減緩CO2排放行動(dòng)迫在眉睫

第一章 緒論界面處。電極反應(yīng)等式 (式 1-1 至 1-8) 給出了一些 CO2RR 路徑以及典型的副反應(yīng) 析氫反應(yīng)，式 1-9) 的平衡電位 (E0)。一般來說，電極/催化劑會(huì)優(yōu)先與 CO2進(jìn)行反而抑制氫析出副反應(yīng)。E0是以在電解質(zhì)濃度為 1M 的水溶液 (pH=7) 中，室溫 2，1 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的標(biāo)準(zhǔn)氫電極 (standard hydrogen electrode，SHE) 作為參考。[19從熱力學(xué)角度看，首先 CO2由直線型分子發(fā)生結(jié)構(gòu)重排，轉(zhuǎn)變?yōu)閺澢淖杂苫?CO2(CO2RR 關(guān)鍵中間產(chǎn)物)[19]。其中，發(fā)生第一個(gè)電子轉(zhuǎn)移至 CO2的重整過程需量能量進(jìn)行活化[20]。相比于第一步的活化過程，后續(xù)若干質(zhì)子耦合電子轉(zhuǎn)移步驟較易發(fā)生。但是，由于自由基陰離子 CO2活性較高且各產(chǎn)物之間平衡電位差異較小 -2 至 1-8)，選擇性成為制約這一還原過程的主要問題，并且強(qiáng)烈依賴于催化劑表面性位點(diǎn)之間的活性。

第一章 緒論合能決定了 CO2RR 生成 CO、烴類和醇類化合物的整體活性和選擇性。對(duì)于第二屬，催化劑與*CO 的結(jié)合能較弱，CO 可以從金屬表面脫附，但同時(shí)它們應(yīng)該與*CO足夠強(qiáng)的結(jié)合能，從而促進(jìn) CO2活化。與 CO 結(jié)合過強(qiáng)會(huì)毒化催化劑表面，例如類型中的 Pt 和 Fe。對(duì)催化劑與 CO 結(jié)合能優(yōu)化的優(yōu)化是十分必要的，例如 Cu，續(xù)后續(xù)的質(zhì)子化反應(yīng) (形成*HCO 或*CHO)，通過一系列復(fù)雜的質(zhì)子和電子轉(zhuǎn)移成多碳產(chǎn)物。但是，優(yōu)化各種中間產(chǎn)物的結(jié)合能仍然是一項(xiàng)重要挑戰(zhàn)。*COOH、*CHO 的結(jié)合能通過“標(biāo)度關(guān)系 (scalingrelation)”相聯(lián)系，即，*CO 的結(jié)合能與*CO*CHO 正相關(guān)，使得分別控制它們變得困難。


本文編號(hào)：2901135