大規(guī)模化石燃料的燃燒迅速增加了大氣中CO₂的含量,造成了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題,如全球變暖、海平面上升等。CO₂是一種潛在有用的C1資源,可以采用電化學(xué)的方法有效地將其轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的有機(jī)小分子化合物,如甲酸、甲醇、乙醇、丙酮等。此外,電能也可以由其他綠色和可再生的能源提供,包括風(fēng)能、太陽(yáng)能和潮汐能�；诖�,CO₂的捕獲成為當(dāng)今科學(xué)界研究的熱點(diǎn),且電化學(xué)還原的方法受到了許多研究人員的青睞。然而,電化學(xué)還原CO₂也存在著諸多問(wèn)題,如法拉第電流效率低、產(chǎn)物選擇性差和過(guò)電位高等。這就迫切地需要設(shè)計(jì)出新型的催化劑來(lái)解決上述問(wèn)題�？偠灾�,電催化劑的選擇至關(guān)重要,且一直是研究人員比較關(guān)注的問(wèn)題。相較于貴金屬,如Pd和Au,Cu金屬單質(zhì)被認(rèn)為是一種理想的電還原CO₂的材料,其不僅價(jià)格低廉,而且能夠產(chǎn)生碳?xì)漕惢衔锖痛碱�。近些年�?lái),石墨烯由于其較高的表面積、優(yōu)異的導(dǎo)電性和易于改性的結(jié)構(gòu),是一種值得被選擇的電極材料,其已經(jīng)在能源和環(huán)境領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用�；诖�,本論文的研究工作主要圍繞新型Cu基和石墨... 

【文章頁(yè)數(shù)】：165 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 綜述
    1.1 引言
    1.2 電還原CO_2的概述與研究現(xiàn)狀
        1.2.1 金屬單質(zhì)
        1.2.2 合金材料
        1.2.3 金屬氧化衍生物及金屬氧化物
        1.2.4 雜原子摻雜碳材料
    1.3 本論文的研究?jī)?nèi)容和意義
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 引言
    2.2 試劑和儀器
    2.3 材料的表征方法
        2.3.1 X-射線粉末衍射
        2.3.2 掃描電子顯微電鏡
        2.3.3 能量色散X射線光譜
        2.3.4 透射電子顯微鏡
        2.3.5 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜
        2.3.6 X射線光電子能譜
        2.3.7 氮?dú)?二氧化碳吸附脫附
        2.3.8 傅里葉變換紅外光譜
        2.3.9 拉曼光譜
    2.4 材料的制備
        2.4.1 Cu/TiO_2 材料的制備
        2.4.2 CuO/TiO_2 材料的制備
        2.4.3 Cu/TiO_2/NG材料的制備
        2.4.4 功能化GO材料的制備
        2.4.5 Cu-VB_6-GO材料的制備
    2.5 電極制備與電化學(xué)行為的研究
        2.5.1 循環(huán)伏安行為和線性伏安行為的研究
        2.5.2 電解過(guò)程的研究
        2.5.3 交流阻抗的研究
        2.5.4 電活性表面積(ECSA)的測(cè)試
        2.5.5 塔菲爾曲線的測(cè)試
    2.6 產(chǎn)物的分析
        2.6.1 產(chǎn)物的定性分析
        2.6.2 產(chǎn)物的定量分析
第三章 Cu/TiO_2的制備及其電催化還原CO_2的研究
    3.1 引言
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 Cu/TiO_2 材料的表征
        3.2.2 Cu/TiO_2和Cu/C材料的循環(huán)伏安行為
        3.2.3 Cu/TiO_2 材料的電催化性能
    3.3 結(jié)論
第四章 CuO/TiO_2的制備及其電催化還原CO_2的研究
    4.1 引言
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 CuO/TiO_2 材料的表征
        4.2.2 CuO/TiO_2 材料的電催化性能
        4.2.3 與CuO/C材料的對(duì)比
        4.2.4 可能反應(yīng)路徑的推測(cè)
    4.3 結(jié)論
第五章 雙功能化Cu/TiO_2/NGR的制備及其電催化還原CO_2的研究
    5.1 引言
    5.2 結(jié)果與討論
        5.2.1 Cu/TiO_2/NG材料的表征
        5.2.2 Cu/TiO_2/NG材料的電催化性能
        5.2.3 Cu/TiO_2/NG材料的電還原CO
        5.2.4 穩(wěn)定性測(cè)試
        5.2.5 可能反應(yīng)路徑的推測(cè)
    5.3 結(jié)論
第六章 維生素B6功能化石墨烯的制備及其電催化還原CO_2的研究
    6.1 引言
    6.2 結(jié)果與討論
        6.2.1 VB_6-GO材料的表征
        6.2.2 功能化GO材料的電催化性能
        6.2.3 產(chǎn)物的來(lái)源
        6.2.4 機(jī)理分析
    6.3 結(jié)論
第七章 Cu-VB_6-GO功能化石墨烯的制備及其電催化還原CO_2生成乙醇的研究
    7.1 引言
    7.2 結(jié)果與討論
        7.2.1 Cu-VB_6-GO材料的表征
        7.2.2 Cu-VB_6-GO材料的電催化性能
        7.2.3 Cu-GO、VB_6-GO和 Cu-VB_6-GO材料催化性能的比較
        7.2.4 機(jī)理分析
    7.3 結(jié)論
第八章 總結(jié)與展望
    8.1 論文總結(jié)
    8.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
科研成果
致謝



本文編號(hào)：3647677