二氧化碳电化学还原.ppt

2. Se/CdSe-Pt纳米薄膜修饰电极对CO2的光电催化性 修饰电极对CO2还原的电催化分析 修饰电极长时间极化分析 PAni/PMo12/CuHCF-Pt修饰电极对CO2还原的电催化分析 电还原产物的高效液相色谱图 不同电极上得到还原产物的产量 4.RuO2/TiO2 纳米管复合物薄膜修饰Pt电极对CO2的电催化还原 本部分合成了RuO2/TiO2的复合材料。水 溶液中，我们对RuO2/TiO2纳米管复合物 和RuO2/TiO2纳米粒子复合物薄膜修饰Pt电 极对CO2的电化学还原行为和电催化活性 进行了比较研究。 5.RuO2/SWNTs-Pt修饰电极对二氧化碳的电催化还原 电流效率的计算 根据还原产物的产量和法拉第定律， PAni/PMo12/CuHCF-Pt修饰电极对 CO2还原的电流效率为85% 1. 用二步电沉积的方法制得了PAni/PMo12/CuHCF-Pt修饰电极。 2. PMo12掺杂到PAni/CuHCF-Pt电极的表面提高了无机/有机双层传导膜修饰电极对CO2还原的电催化活性。 3. CO2在PAni/PMo12/CuHCF-Pt电极上的主要还原产物为C1-C3化合物，且电流效率达到了85%。 小 结 RuO2/TiO2纳米管复合物的SEM和TEM照片 左：SEM 右：TEM RuO2/TiO2纳米管复合物的物理表征 RuO2/TiO2纳米粒子复合物的物理表征 RuO2/TiO2纳米粒子复合物的SEM和TEM照片 左：SEM 右： TEM 修饰电极对CO2还原的电催化分析 修饰电极在分别饱和了CO2 和N2的0.1 M KHCO3电解液的循环伏安图 (a─)N2 (b---纳米粒子复合修饰电极; c---纳米管复合修饰电极 )CO2 修饰电极在饱和了CO2的0.5 M NaHCO3电解液中的循环伏安图 ─ 纳米粒子复合修饰电极,--- 纳米管复合修饰电极 修饰电极对CO2还原的电催化分析 修饰电极的稳态极化测试分析 修饰电极分别在饱和了N2和CO2的0.5 M NaHCO3电解液的稳态极化曲线 N2(a)和CO2 (b-纳米粒子复合修饰电极和 c-纳米管复合修饰电极) 修饰电极长时间极化分析 修饰电极的极化时间与电流密度的关系 a: RuO2/TiO2 纳米粒子复合物修饰电极；b: RuO2/TiO2纳米管复合物修饰电极 1.RuO2/TiO2纳米管复合修饰电极对 CO2电化学还原有较好的电催化性。 2.修饰电极表面是纳米管结构特性提 高了CO2电化学还原的电催化活性。 3.这种特征的修饰电极为优化CO2的电 还原提供了新的和有效的研究发展方向。 小 结 * * 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 = -0.24 V CO2 (g) + 6H+ + 6e　→ CH3OH (aq) + H2O E0 = -0.38 V CO2 (g) + 4H+ + 4e → HCHO (aq) + H2O E0 = -0.48 V CO2 (g) + 2H+ + 2e → CO (g) + H2O E0 = -0.52 V CO2 (g) + 2H+ + 2e → HCOOH (aq) E0 = -0.61 V 2CO2 (g) + 2H+ + 2e → H2C2O4 (aq) E0 = -0.90 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： 1.金属电极对CO2的电化学还原，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 。 2.金属气体扩散电极对CO2的电化学还原, 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。 3.修饰金属电极对CO2的电化学催化还原，降低了对CO2还原的过电位，提高了电流效率 。 4.半导体及修饰半导体电极对CO2的光电化学还原，提高了对CO2还原的电流密度，增加了对CO2还原的反应速率。 CO