二氧化碳的电化学还原(精）.ppt

二氧化碳的电化学还原
二氧化碳电化学还原的研究背景
随着工业的高速发展,地球的生态环境正在遭到严重破坏,其中影响最大的就是所谓的“温室效应”,导致“温室效应”的最直接原因是CO2气体在大气中含量的增加。为了保护人类赖以生存的地球的生态环境,人们已不得不考虑对CO2的控制采取措施。电化学还原和光电化学还原是转化CO2为有价值的化合物的最有效途径。
二氧化碳电化学还原的实验装置
二氧化碳电化学还原的可能反应途径
在经常的析出氢气的电位(相对于饱和甘汞电极)范围内,
CO2电化学还原的可能反应途径如下:
CO2 (g) + 8H+ + 8e → CH4 (g) + 2H2O E0 = - V
CO2 (g) + 6H+ + 6e → CH3OH (aq) + H2O E0 = - V
CO2 (g) + 4H+ + 4e → HCHO (aq) + H2O E0 = - V
CO2 (g) + 2H+ + 2e → CO (g) + H2O E0 = - V
CO2 (g) + 2H+ + 2e → HCOOH (aq) E0 = - V
2CO2 (g) + 2H+ + 2e → H2C2O4 (aq) E0 = - V
目前从电极材料对CO2还原来看, CO2电化学还原分为以下几个方面:
,金属的中毒性及对CO2还原高的氢超电势,使得对CO2还原的法拉第效率比较低及还原产物的选择性差。
, 提高了对CO2还原的电流密度,但还原产物主要是C1-C2化合物。
,降低了对CO2还原的过电位,提高了电流效率。
,提高了对CO2还原的电流密度,增加了对CO2还原的反应速率。
CO2电化学还原研究进展
本文的设想和目的
利用纳米薄膜和具有特殊物理性质
的纳米复合物及催化剂修饰电极,
使得修饰电极对CO2电化学和光电化
学还原有较好的催化性。
CO2在CuO/TiO2-Cu修饰电极上
的光电化学还原
本部分工作首先制备了CuO/TiO2复合物修
饰Cu电极,并对CO2在这种修饰电极上的
光电化学还原行为和催化活性进行了研究。
UV-Vis 漫反射分析
CuO/TiO2粉末紫外-可见吸收光谱
CuO/ M KHCO3电解液的循环伏图 a: 暗态 b:光照
CuO/TiO2修饰Cu电极对CO2还原的光电催化分析