CO_2电催化还原产物最新研究进展

本文综述了电化学方法活化CO2的研究,水溶性介质,非水溶介质中电极材料的不同CO2还原产物的不同,以及在两种介质中的还原反应机理和转化情况。旨在寻求一种合理、高效而又绿色的CO2转化方法来缓解温室效应。     

CO_2电化学还原制甲醇研究进展

简要介绍了CO_2电化学还原制甲醇的反应原理,描述了CO_2在金属及其氧化物电极、合金电极、MOF材料上的还原性能以及不同类型电解质对该反应的影响,总结了不同种反应体系在CO_2电还原制甲醇方面的优缺点。提出为提高电还原催化性能,可深入研究例如合金、MOF材料、金属纳米材料等多功能复合材料;开发和利用新型电解质体系;深入探究CO_2电化学还原方法和路径,引导新型催化剂的开发及操作条件的优化。     

CO_2在离子液体/有机溶剂/水复合电解液中电催化还原

在1-丁基3-甲基咪唑三氟甲基磺酸盐([Bmim][CF3SO3])/碳酸丙烯酯(PC)溶液中,研究了CO2在金电极上的电还原反应,分析了水对有机电解液导电率、黏度和阴极反应动力学过程的影响。结果表明:当含水量(质量分数)较低时,水的存在有利于CO的生成,为2%时,生成CO的电流效率达到最高值96.5%。当含水量进一步增加时,生成CO的电流效率降低,生成H2的电流效率升高。CO2电还原气相产物可用于替代天然气生产甲醇,阴极电解液的最佳含水量为0—10%。     

离子电解质电化学还原CO_2行为研究

本文通过简单的亲核加成制备出一种新型的离子电解质—1-二乙二醇甲醚基-3-甲基咪唑甘氨酸盐,并对其电化学CO2转化为CO行为进行了研究。研究结果表明,样品可以在较低过电位下实现CO2到CO的转化,并且样品可以重复使用,电化学还原性能不会明显降低。     

水溶液中电化学还原CO2的研究进展

CO₂作为一种潜在的碳资源,寻找一种有效的方法转移利用CO₂一直是社会关注的焦点。水溶液中电化学方法转化固定CO₂可在室温和常压下进行,通过选择不同电极和电极电势来改变产物、调控反应速率和选择性,因而具有潜在的优势。本文综述了水溶液中电化学还原CO₂的发展现状,介绍了水溶液中电还原CO₂的基本原理和电极上发生的主要反应;总结了水溶液中金属电极、气体扩散电极(GDEs)和复合电极等不同电极材料对CO₂还原产物的种类、选择性以及电流效率的影响;讨论了温度、CO₂分压等还原反应条件对反应速率和电流效率的影响。展望了水溶液中电还原CO₂技术的发展前景,认为利用水基溶液中丰富的[H],增强CO₂还原产物的燃料化程度,将在环境保护、资源利用和经济效益方面具有极大价值,符合绿色化学发展理念。     

电化学还原CO2阴极材料研究进展

CO2的电化学转化具有环境、资源和经济效益等多重意义。本文综述了电化学方法还原CO2阴极材料的发展现状,分别对水基溶剂、有机溶剂和离子液体中电极材料的研究情况进行了阐述,并指出了其各自的优缺点。水基溶剂中,CO2加氢具有充足的H+来源且反应过程相对较为简单,但产物燃料化特性不明显;有机溶剂中反应效率较高,但反应路径较为复杂;离子液体是较新的研究领域,生成CO2的反应过电位大大降低,但产物较为复杂且分离有难度。最后对电化学还原CO2阴极材料的发展趋势进行了展望,认为还需在复合材料、反应界面开展更深入的探索。     

CO2在氢氧化铯／甲醇溶液中铜电极上高效电化学还原成乙烯的研究

探讨了在氢氧化铯／甲醇电解液中,CO2在铜电极上的电化学还原。从CO2还原而得的主要产物有：甲烷、乙烯、乙烷、一氧化碳和甲酸。在－3．5V的还原电位（参比电极为银＋氯化银电极,饱和KCI溶液为缓冲溶液）下,生成乙烯的最大电流效率为32．3％。在－4．0V时,甲烷的最大生成效率为8．3％。乙烯与甲烷的电流效率比为（2．9－7．9）：1。在氢氧经铯／甲醇溶液中,与CO2还原反应相竞争生成氢气的反应的电流效率可抑制在23％以下。     

齿轮电化学去毛刺的电解液选择

大批量生产的齿轮去毛刺可以采用电化学方法。针对去毛刺零件的材料，选择合适的电解液配方和工艺参数是电化学去毛刺的关键问题。介绍了电化学去毛刺的原理，提出了三种齿轮去毛刺的电解液配方以及相应的工艺参数，并分析了这三种电解液的性能特点。     

离子液体作为电解液添加剂对LiCoO_2电极电化学性能影响研究

合成了三丁基(甲基醚)膦-双(三氟甲基磺酰)亚胺(P_(444(1O1))TFSI)和三丁基(乙基甲基醚)膦-双(三氟甲基磺酰)亚胺(P_(444(2O1))TFSI)两种离子液体,采用热分析(TG)和电化学技术研究了两种离子液体作为添加剂对有机电解液热稳定性和LiCoO_2电极电化学性能的影响。结果表明,两种离子液体均能提高有机电解液的热稳定性,且阳离子基团大小对LiCoO_2电极的电化学性能有较大的影响。当添加体积比15%的P_(444(2O1))TFSI时,在3.0⁴.35 V、电流密度150 mA/g下,LiCoO_2电极的首次放电容量为164.6 mAh/g,100次循环后容量为144.7 mAh/g,容量保持率为89.9%,优于在传统有机电解液中的循环性能。     

KOH/甲醇溶液中Pb电极上电化学还原CO2

化学转化CO2为更有价值的物质对于缓解大气中的温室气体极为重要.以Pb片为工作电极,石墨电极为对电极,银-氯化银电极为参比电极,研究了0.1 mol(L(1 KOH/甲醇电解液中电化学还原CO2的行为.结果表明,在所考察的范围内,常压下CO和甲酸生成的法拉第效率在258 K时最大,分别为9.62%和78.74%,常温加压条件下,CO2压力为1.2 MPa时CO和甲酸生成的法拉第效率最大,分别为13.93%和24.00%.进一步进行电极反应的动力学研究,得CO2电化学还原生成CO和甲酸的反应级数分别为0.573和0.671.     

Electrochemical CO2 Reduction: Recent Advances and Current Trends

With rising levels of CO₂ in our atmosphere, technologies capable of converting CO₂ into useful products have become more valuable. The field of electrochemical CO₂ reduction is reviewed here, with sections on mechanism, formate (formic acid) production, carbon monoxide production, reduction to higher products (methanol, methane, etc.), use of flow cells, high pressure approaches, molecular catalysts, non-aqueous electrolytes, and solid oxide electrolysis cells. These diverse approaches to electrochemical CO₂ reduction are compared and contrasted, emphasizing potential processes that would be feasible for large-scale use. Although the focus is on recent reports, highlights of older reports are also included due to their important contributions to the field, particularly for high-rate electrolysis.     

CO2在四丁基高氯酸铵-碳酸丙烯酯溶液中的电催化还原

设计了一种新型双室电解池,以四丁基高氯酸铵(TBAP)-碳酸丙烯酯(PC)溶液为阴极电解液,高效稳定地将CO2转化为CO. 结果表明,TBAP-PC溶液的电化学窗口达-2.48 V (vs. I-/I3-), CO2可在其中发生电还原反应;阴极电流密度稳定在7.4 mA/cm2,阴极气相产物主要为CO,生成CO的电流效率最高约为93%;由于阴极电解液中含残留水,阴极表面有氢气析出,电流效率约为5%;金电极表面无吸附物,电极未失活.     

修饰的GC电极上CO2的电催化还原

研究了高压及常压下玻碳电极还原CO2的反应,以及钴酞菁修饰玻碳电极的电还原CO2行为。结果表明,玻碳电极常压下即可还原CO2,但法拉第效率极低。高压下法拉第效率大大提高,可将CO2还原为CO(31%)和HCOOH(15%)。若用钴钛菁修饰玻碳电极常压下即可将CO2还原,法拉第效率可达30%。     

LaCoO3在含氧气氛下对CO还原SO2的催化性能

LaCoO3为CO还原SO2的催化剂,考察了催化剂用量、反应温度的影响以及混合催化剂对于CO还原SO2的催化作用。证实了催化活性相为La2O2S和CoS2相,并且通过XRD谱图的对比,初步探讨了催化剂的失活原因,以及O2对CO还原SO2反应和催化剂的影响。     

Cu修饰的多孔碳材料高效电化学还原CO2为CO

将二氧化碳电化学还原为一氧化碳是一种实现碳循环和利用的有效途径。为了利用大量过剩的二氧化碳资源,本文制备了一种简单合成的电催化剂,以生物质壳聚糖为前体制备了含氮多孔碳基底,嵌入均匀分布的非贵金属铜纳米颗粒进行修饰,通过调节铜的负载量,达到充分利用铜金属的活性,从而在电化学二氧化碳还原过程中实现了优异的一氧化碳法拉第效率和选择性。在-0.6V vs. RHE时下,一氧化碳的最大法拉第效率（FE）为78%,并且没有其他有效产物的生成,从而一氧化碳的选择性达到了100%,电流密度为1.9mA/cm²。并且在0.1mol/L KHCO₃水溶液中连续电解13h以上,一氧化碳的法拉第效率和选择性基本保持不变,制备的电极材料具有优异的稳定性。     

Au和Ag电极上CO2电还原反应的动力学特征对比

采用循环伏安和塔菲尔曲线、恒电位电解、气相色谱方法,研究了CO2在Au, Ag电极上发生电还原反应的动力学特征. 结果表明,在0.1 mol/L KHCO3水溶液中,CO2可在Au, Ag电极上发生电还原反应生成CO, CO2在Au和Ag电极上被电还原为CO的平衡电位分别为-0.720和-0.934 V,交换电流密度为0.4014和0.3011 mA/cm2,传递系数为0.33和0.35,电荷转移电阻为31.98和42.64 W×cm2,最高电流效率为82%和65%. 表明Au电极的催化活性高于Ag电极.     

CO2与CO在Fe-Zn-Zr/HY上的催化加氢

分别以Fe—Zn—Zr和Fe—Zn—Zr／HY为催化剂，以CO2，CO和H2为反应物，在340℃，5MPa的反应条件下，通过进行对比实验，研究和探讨了CO和CO2催化加氢反应越程的不同．结果表明，对于CO2加氢来说，CO2与CO之间的转化不是生成目的产物烃类的必要步骤；无论对于CO2还是CO加氢，异构烃主要在HY分子筛上生成．     

硒催化CO/H2O体系水相还原1-硝基蒽醌制1-氨基蒽醌

用硒作催化剂,CO/H2O体系水相高压还原1-硝基蒽醌制1-氨基蒽醌,选用碳酸氢钠为助催化剂。由L9(34)正交实验得出各因素对反应的影响强弱顺序为:水量>压强>Se量>温度。最佳反应条件为:1-硝基蒽醌1.265 g(5 mmol),Se用量0.0158 g(0.2 mmol),水量30 mL,NaHCO3用量0.42 g(5 mmol),反应温度150℃,压强5.0 MPa,反应时间3小时。1-氨基蒽醌的纯度为96.53%,最高收率大于98%。