摘要： 綜述近年來Cu基材料電催化CO2還原(ECR)生成多碳產(chǎn)物的研究進(jìn)展,著重介紹ECR反應(yīng)機(jī)理、Cu基催化材料的各種設(shè)計(jì)策略及電解池系統(tǒng)優(yōu)化,并展望未來該領(lǐng)域的發(fā)展方向.結(jié)果表明:Cu基催化劑的優(yōu)化和設(shè)計(jì)能夠有效降低*CO關(guān)鍵中間體產(chǎn)生及偶聯(lián)的能壘,進(jìn)而優(yōu)化多碳產(chǎn)物的合成效率;原位檢測(cè)技術(shù)時(shí)空分辨率的提升則有助于深入ECR認(rèn)識(shí)反應(yīng)機(jī)理,從而優(yōu)化Cu基材料的設(shè)計(jì)合成.

摘要： 利用電催化技術(shù)將CO_(2)轉(zhuǎn)化為小分子燃料或高值化學(xué)品是實(shí)現(xiàn)原子經(jīng)濟(jì)、構(gòu)建人工碳循環(huán)的綠色能源技術(shù)之一。電催化還原CO_(2)(ECR)的反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)物多樣(C_(1)、C_(2)和C_(2+)),有極大的發(fā)展?jié)摿ΑＨ欢?ECR技術(shù)面臨一些需要解決的挑戰(zhàn)性問題,包括電極過電勢(shì)高、C_(2)及C_(2+)產(chǎn)物選擇性低、伴隨析氫反應(yīng)等。解決這些問題的關(guān)鍵在于創(chuàng)制低成本、高性能電催化劑。近年來,石墨烯基電催化劑的研究成為ECR領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一,原因包括:1)在電化學(xué)環(huán)境中穩(wěn)定性好;2)表面原子、電子結(jié)構(gòu)可調(diào),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)材料催化活性的調(diào)控;3)維度可調(diào),易暴露較大的比表面積和形成層次孔結(jié)構(gòu);4)耦合石墨烯的高導(dǎo)電性與特定材料的高活性,可協(xié)同提升ECR催化性能。本文評(píng)述了石墨烯基材料在ECR中的研究進(jìn)展,詳述了石墨烯基電催化劑的構(gòu)筑方法,探討并梳理了石墨烯的點(diǎn)/線缺陷、表面官能團(tuán)、摻雜原子構(gòu)型、金屬單原子種類、材料表界面性質(zhì)等與ECR性能之間的本征構(gòu)效關(guān)系。最后展望了石墨烯基催化劑在ECR領(lǐng)域中的挑戰(zhàn)和未來發(fā)展。

摘要： 將二氧化碳轉(zhuǎn)化為高附加值的燃料和化學(xué)品是緩解當(dāng)前能源危機(jī)和控制溫室氣體排放的有效策略之一,但此法受限于缺乏高活性與高選擇性的電催化劑。因此,我們通過熱解含鎳金屬有機(jī)框架結(jié)構(gòu)(MOF)和二氰二胺制得負(fù)載高含量鎳單原子(7.77%(w))的超薄氮摻雜二維碳納米片用于電催化還原CO_(2)生成CO。研究發(fā)現(xiàn)高溫?zé)峤饽軐OF中Ni^(2+)轉(zhuǎn)化為Ni^(+)-N-C和Ni^(2+)-N-C結(jié)構(gòu),且Ni^(+)-N-C含量依賴于熱解溫度——其含量隨熱解溫度增加呈現(xiàn)火山型變化。800°C下,Ni^(2+)到Ni^(+)-N-C的轉(zhuǎn)化和石墨化的C生成達(dá)到最優(yōu)水平。Ni^(+)-N-C結(jié)構(gòu)有適宜的^(*)CO中間體結(jié)合能,能有效地抑制析氫反應(yīng)的同時(shí)還能促進(jìn)CO生成。因此,800°C熱處理制得的材料(Ni-N-C-800)催化CO_(2)生成CO效率最高。調(diào)節(jié)電解液濃度,能進(jìn)一步優(yōu)化電催化性能。當(dāng)電解液(碳酸氫鉀)濃度為0.5 mol·L^(?1)時(shí),Ni-N-C-800的CO生成選擇性在較寬電壓窗口內(nèi)(?0.77到^(?1).07 V vs.RHE)都高于90%,且具有優(yōu)良的穩(wěn)定性。這些結(jié)果表明,選擇合適的前軀體通過調(diào)控?zé)峤鉁囟纫约暗獡诫s可以有效提高鎳基MOF衍生催化劑的二氧化碳電催化性能。

摘要： 電催化二氧化碳還原(CO_(2)RR)利用可再生能源(如太陽能和風(fēng)能)將CO_(2)轉(zhuǎn)化為燃料和高附加值化學(xué)品,因而被廣泛認(rèn)為是“一石二鳥”的綠色技術(shù)來解決能源與環(huán)境問題.然而,CO_(2)RR的大規(guī)模應(yīng)用仍嚴(yán)重受限于缺乏高效穩(wěn)定的CO_(2)RR催化劑.非均相分子催化劑和金屬-有機(jī)框架因具有明確的結(jié)構(gòu)且金屬中心和配體可以調(diào)節(jié)與修飾,在CO_(2)RR的基礎(chǔ)研究和實(shí)際應(yīng)用中都展現(xiàn)出巨大潛力.本文綜述了這些具有明確結(jié)構(gòu)的金屬-有機(jī)配位化合物的結(jié)構(gòu)與界面調(diào)控應(yīng)用于CO_(2)RR領(lǐng)域的工作.介紹了CO_(2)RR的基礎(chǔ)電化學(xué)、催化劑的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)(包括過電位、法拉第效率、塔菲爾斜率、轉(zhuǎn)化頻率和電化學(xué)能量效率)和三種常用電解池(H型電解池、流動(dòng)電解池和膜電極組件)的優(yōu)缺點(diǎn).重點(diǎn)總結(jié)近期非均相分子催化劑中金屬中心、配體效應(yīng)和分子-載體相互作用的調(diào)控及金屬-有機(jī)框架的結(jié)構(gòu)工程和原位重構(gòu)等方面的重點(diǎn)工作.迄今,具有不同金屬中心(如Mn、Fe、Co、Ni、Cu和Zn等)和配體(包括酞菁、卟啉和金屬中心軸向配位等)的非均相分子催化劑和金屬-有機(jī)框架被報(bào)道用于高效CO_(2)RR.調(diào)節(jié)催化劑-載體相互作用,抑制催化劑團(tuán)聚并增強(qiáng)其導(dǎo)電性,可有效地提高分子催化劑的活性和穩(wěn)定性.制備導(dǎo)電金屬-有機(jī)框架、在金屬-有機(jī)框架中引入活性位點(diǎn)或促進(jìn)劑并控制金屬-有機(jī)框架的原位重構(gòu),為構(gòu)建高效CO_(2)RR催化劑帶來更多機(jī)會(huì).金屬-有機(jī)配位化合物的結(jié)構(gòu)和界面工程是發(fā)展高效CO_(2)RR催化劑的重要方向.然而,金屬-有機(jī)配位化合物用于CO_(2)RR仍處于初級(jí)發(fā)展階段,充分發(fā)揮其潛力任重道遠(yuǎn).根據(jù)目前研究面臨的問題,總結(jié)和展望該領(lǐng)域未來應(yīng)關(guān)注的方向:(1)定向合成新穎分子催化劑、金屬-有機(jī)框架和載體及其結(jié)構(gòu)和界面的精準(zhǔn)調(diào)控;(2)非均相分子催化劑和金屬-有機(jī)框架在CO_(2)RR的大規(guī)模應(yīng)用;(3)追蹤和調(diào)控非均相分子催化劑和金屬-有機(jī)框架的重構(gòu);(4)闡明金屬-有機(jī)配位結(jié)構(gòu)和CO_(2)RR性能的構(gòu)-效關(guān)系.本文為高效CO_(2)RR催化劑設(shè)計(jì)與合成提供一定參考.

摘要： 利用太陽光驅(qū)動(dòng)CO_(2)轉(zhuǎn)化成為有價(jià)值的化工品是一種極具前景的降低大氣中CO_(2)含量和生產(chǎn)可再生能源的方法,而這種方法主要依賴于具有高效分離載流子能力的光催化劑.本文將石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4),簡(jiǎn)寫為CN)和共價(jià)三嗪骨架(CTF)結(jié)合的非金屬異質(zhì)結(jié)構(gòu)(CN/CTF)應(yīng)用于CO_(2)的光催化還原反應(yīng)中.材料的zeta電位和X射線光電子能譜結(jié)果表明,CN和CTF在超聲自組裝過程中通過靜電作用力相結(jié)合,并進(jìn)一步通過共價(jià)鍵作用增強(qiáng)其界面反應(yīng)形成CN/CTF異質(zhì)結(jié)構(gòu).紫外可見漫反射光譜、光致發(fā)光光譜和時(shí)間分辨熒光衰變光譜等結(jié)果表明,CN/CTF異質(zhì)結(jié)構(gòu)具有較好的可見光吸收性質(zhì),同時(shí)具備高效分離光生載流子的能力,其電子轉(zhuǎn)移速率達(dá)2.04×10^(8)s^(?1),有助于提高光催化CO_(2)還原效率.CTF的引入可以極大提高CN的光催化活性,當(dāng)CTF含量為2.5 wt%時(shí)CN/CTF異質(zhì)結(jié)構(gòu)還原CO_(2)生成CO的產(chǎn)率達(dá)到151.1μmol/(g·h),可穩(wěn)定保持30 h,且反應(yīng)過程中幾乎沒有CH_(4)的生成,CO生成選擇性達(dá)99.9%.與單純的CTF和CN相比,最優(yōu)條件的CN/CTF異質(zhì)結(jié)構(gòu)在可見光照射下能更有效地分離載流子,且載流子復(fù)合率更低,其光催化CO_(2)還原成CO的產(chǎn)率分別為CTF和CN的25.5倍和2.5倍.與已報(bào)道的基于CN和CTF的光催化劑相比,CN/CTF異質(zhì)結(jié)構(gòu)具有更好的光催化活性、穩(wěn)定性和還原CO_(2)選擇性.莫特肖特基曲線測(cè)試等實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,CN的導(dǎo)帶電位和價(jià)帶電位分別為-1.20和1.73 V,而CTF的分別為-0.78和1.71 V,該能帶結(jié)構(gòu)使得CN和CTF形成Ⅰ型異質(zhì)結(jié),有利于進(jìn)行CO_(2)/CO的還原反應(yīng)(氧化還原電位為-0.52 V).在反應(yīng)動(dòng)力學(xué)上,CN/CTF異質(zhì)結(jié)構(gòu)光催化CO_(2)還原生成CO僅需兩對(duì)H+/e?,提高了生成CO的選擇性,同時(shí)助劑2,2’-聯(lián)吡啶配合物的加入可加快電子傳輸效率,實(shí)現(xiàn)CO_(2)的吸附斷鍵和光催化還原的動(dòng)態(tài)循環(huán).綜上,本文有望為基于太陽光驅(qū)動(dòng)的光催化還原CO_(2)研究領(lǐng)域提供新的高效非金屬催化劑.

摘要： 化石燃料的過度消耗導(dǎo)致了能源短缺和環(huán)境破壞,因此可再生清潔能源的開發(fā)已成為當(dāng)務(wù)之急.在眾多可再生能源中,太陽能因其環(huán)境友好,儲(chǔ)量巨大且分布廣泛等特點(diǎn)而引起了研究者們的興趣.光電催化(PEC)是一種能夠?qū)⒖稍偕柲苻D(zhuǎn)化為化學(xué)能的方法,而最受關(guān)注的是通過PEC水分解來獲得高附加值的氫能源.欲使PEC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水分解,理論上應(yīng)利用帶隙至少為1.23 eV的半導(dǎo)體光電極,在光激發(fā)下使產(chǎn)生的光生空穴和電子分別在陽極進(jìn)行水的氧化以產(chǎn)生氧氣,并在陰極實(shí)現(xiàn)水的還原來產(chǎn)生氫氣.然而在此過程中,陽極發(fā)生的析氧反應(yīng)(OER)是一個(gè)動(dòng)力學(xué)緩慢的四電子過程,并且反應(yīng)產(chǎn)出的氧氣相對(duì)于氫氣是一種低附加值的產(chǎn)物.這就導(dǎo)致了PEC水分解體系效率較低,經(jīng)濟(jì)性也不令人滿意.實(shí)際上,除水分解之外,PEC體系還有許多其他應(yīng)用,包括水氧化制過氧化氫、有機(jī)物選擇性氧化、有機(jī)污染物氧化降解以及二氧化碳還原等.這些應(yīng)用能夠提升產(chǎn)物的附加值,如水能被氧化為更高價(jià)值的過氧化氫而不是氧氣.此外,例如甘油這一價(jià)格低廉的有機(jī)生物質(zhì)可以被氧化轉(zhuǎn)化為1,3-二羥基丙酮和甘油醛等高附加值化學(xué)品,此類反應(yīng)加快反應(yīng)速率的特點(diǎn)同樣能使得PEC系統(tǒng)的實(shí)用性提升.最近,在光陰極上進(jìn)行二氧化碳還原反應(yīng)同樣得到了許多關(guān)注,因?yàn)樗軌蛲瑫r(shí)起到將太陽能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能和減少溫室氣體來保護(hù)環(huán)境的雙重目的.但想要實(shí)現(xiàn)以上的目標(biāo),必須選擇合適的半導(dǎo)體材料以滿足各體系的需要.因此,在一個(gè)PEC系統(tǒng)中同時(shí)設(shè)計(jì)能夠帶來更多效益的反應(yīng)和與之匹配的高效光電極是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn).以往有許多優(yōu)秀的文章總結(jié)了PEC水分解體系的設(shè)計(jì)和優(yōu)化,但目前還缺少對(duì)如何實(shí)現(xiàn)PEC系統(tǒng)中各種高附加值產(chǎn)品生產(chǎn)以及環(huán)境處理應(yīng)用的全面討論.基于此目的,本述評(píng)聚焦于PEC系統(tǒng)中多種面向現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的反應(yīng)體系,詳細(xì)討論了系統(tǒng)中光電極的設(shè)計(jì)制備、反應(yīng)環(huán)境調(diào)控,并揭示工作機(jī)理.相信這篇關(guān)于PEC技術(shù)應(yīng)用拓展的詳細(xì)述評(píng)將對(duì)太陽能-化學(xué)能轉(zhuǎn)化以發(fā)展清潔能源和環(huán)境保護(hù)的方向帶來有效的借鑒和啟示.

摘要： 為了促進(jìn)CO_(2)電化學(xué)還原(ECR)制備燃料和高值化學(xué)品,開發(fā)高活性、低成本和高選擇性催化劑至關(guān)重要.本文通過簡(jiǎn)單的溶劑熱法一步合成超細(xì)氧化銅(CuO)納米顆粒修飾的二維Cu基金屬有機(jī)框架(CuO/Cu-MOF)復(fù)合催化劑.并采用X射線衍射、X射線光電子能譜、傅里葉變換紅外光譜、高角環(huán)形暗場(chǎng)像-掃描透射電鏡、N_(2)吸附/脫附、元素分析譜、CO_(2)吸附等方法進(jìn)行表征,對(duì)CuO/Cu-MOF復(fù)合材料的組成、形貌和孔結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了系統(tǒng)研究.結(jié)果表明,超細(xì)CuO納米粒子的尺寸為1.4到3.3 nm,均勻修飾在二維Cu-BDC MOF表面.由于其結(jié)構(gòu)中豐富的孔道結(jié)構(gòu),CuO/Cu-MOF在常壓下的CO_(2)吸附量可達(dá)5.0 mg_(CO2) g_(cat).^(–1),明顯優(yōu)于商業(yè)CuO納米顆粒.進(jìn)一步在H型電解池、0.1 mol/L KHCO_(3)電解質(zhì)溶液中研究了CuO/Cu-MOF的ECR性能;結(jié)果表明,在CO_(2)飽和的0.1 mol/L KHCO_(3)電解質(zhì)溶液中,反應(yīng)產(chǎn)物包括CO,H_(2),HCOOH和C_(2)H_(4).在-1.0至-1.2 V(相對(duì)于可逆氫電極,下同)電勢(shì)范圍內(nèi),ECR占主導(dǎo)地位;生成C_(2)H_(4)的起始電位為-0.85 V,在-0.9至-1.2 V電勢(shì)范圍內(nèi),C_(2)H_(4)是主要產(chǎn)物;電勢(shì)高于-0.9 V時(shí),CO和HCOOH是主要產(chǎn)物;電勢(shì)低于-0.9 V時(shí),開始生成CH_(4),且其含量隨過電勢(shì)增加而增加.通過改變材料合成時(shí)的前驅(qū)體配比、配體種類和反應(yīng)溫度等可調(diào)節(jié)CuO/Cu-MOF催化劑對(duì)ECR產(chǎn)物的活性和選擇性,當(dāng)對(duì)苯二甲酸:硝酸銅摩爾比為3:1、溫度為100°C時(shí),制得的CuO/Cu-MOF可在-1.1 V電勢(shì)下將CO_(2)還原為C_(2)H_(4),其法拉第效率可達(dá)50.0%,顯著優(yōu)于許多文獻(xiàn)報(bào)道的Cu基電催化劑以及所合成的純Cu-MOF和純CuO,其在相同電解條件下生成C_(2)H_(4)的法拉第效率分別為37.6%和25.5%.此外,生成C_(2)H_(4)的幾何分電流密度約為7.0 mA cm^(-2),生成速率為21.0μmol mg_(cat).^(–1) h^(–1),陰極能量效率達(dá)到27.7%.催化劑的穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果表明,在連續(xù)電解10 h后,C_(2)H_(4)的法拉第效率仍保持在45.0%以上.進(jìn)一步的機(jī)理研究表明,CuO/Cu-MOF復(fù)合材料中二維金屬銅有機(jī)框架主體和超細(xì)CuO納米顆粒在ECR反應(yīng)過程中可協(xié)同實(shí)現(xiàn)對(duì)CO_(2)的吸附和活化,促進(jìn)C-C耦合,從而高選擇性生成C_(2)H_(4).本文為提高ECR生成C_(2)H_(4)的選擇性和活性提供了有效策略.

摘要： 近年來,由于化石燃料不斷消耗造成的二氧化碳?xì)怏w過量排放,對(duì)人類生活環(huán)境造成越來越大的威脅.電催化二氧化碳還原反應(yīng)是一種很有前景的解決方法,可回收廢棄的二氧化碳并通過將其轉(zhuǎn)化為可再生的燃料和化學(xué)品來最終實(shí)現(xiàn)碳循環(huán).在各種還原產(chǎn)物中,多碳化學(xué)產(chǎn)物因其具有高能量密度和高商業(yè)價(jià)值而備受青睞.然而,由于涉及多個(gè)復(fù)雜的反應(yīng)途徑,設(shè)計(jì)對(duì)多碳產(chǎn)物高活性的催化劑仍然是一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn).銅是目前最有前途的催化劑之一,它具有獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)來吸附CO中間體,從而促進(jìn)后續(xù)C-C偶聯(lián)成多碳產(chǎn)物.雖然Cu基催化劑在電催化二氧化碳還原過程中取得了很大的進(jìn)展,但其內(nèi)在的構(gòu)效關(guān)系尚不清楚.本文對(duì)氧化亞銅納米線進(jìn)行不同處理,制備了納米顆粒和納米片形貌的預(yù)催化劑,并發(fā)現(xiàn)了預(yù)還原過程中形貌和晶面發(fā)生了重構(gòu),對(duì)多碳產(chǎn)物的產(chǎn)生表現(xiàn)出最好的選擇性,其法拉第效率為67.5%.X射線衍射結(jié)果表明,納米片衍生的銅催化劑在預(yù)還原后發(fā)生了晶面的重構(gòu),其中銅(100)晶面相對(duì)于其他兩個(gè)晶面呈現(xiàn)大量暴露.采用循環(huán)伏安法測(cè)試二氧化碳還原實(shí)驗(yàn)后三種電極的OH^(-)吸附曲線,結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了銅(100)晶面在預(yù)還原后大量暴露.由于豐富的銅(100)晶面的選擇性暴露可以增強(qiáng)CO的吸附并提高表面*CO的覆蓋率,進(jìn)一步促進(jìn)C-C的二聚,從而提高催化生成多碳產(chǎn)物的活性.X射線光電子能譜結(jié)果表明,三種催化劑預(yù)還原后,表面銅均呈現(xiàn)零價(jià)和一價(jià),沒有二價(jià)銅的存在.本文還比較了三種催化劑的雙層電容,并計(jì)算了它們的電化學(xué)活性面積,以研究三種催化劑的粗糙度效應(yīng)對(duì)二氧化碳還原產(chǎn)物的影響.結(jié)果表明,三種催化劑有著相似的粗糙度,從而排除了由于粗糙度不同引起的二氧化碳還原產(chǎn)物不同分布的影響.此外,成功合成了銅(100)、銅(110)和銅(111)單晶電極,并在相同條件下分別進(jìn)行電催化二氧化碳還原研究.結(jié)果表明,銅(100)晶面更有利于電催化二氧化碳還原中多碳產(chǎn)物的生成.綜上可見,預(yù)處理和結(jié)構(gòu)演變對(duì)銅基電催化劑催化二氧化碳還原的產(chǎn)物分布影響顯著,為合理設(shè)計(jì)高效的二氧化碳還原電催化劑提供了一種新的策略.

摘要： 共價(jià)有機(jī)框架(COFs)是一類通過共價(jià)鍵連接的新興材料,大部分具有高的熱/化學(xué)穩(wěn)定性(除硼酸類COFs)、永久的孔隙率、較大的比表面積和較好的結(jié)晶性。此外,COFs中的單體單元結(jié)構(gòu)可調(diào)并且可以與許多過渡金屬離子配位來提供催化活性位點(diǎn),這一系列優(yōu)勢(shì)使得COFs有利于催化各種反應(yīng)。其中,COFs對(duì)CO_(2)還原反應(yīng)(CO_(2)RR)有著優(yōu)異的催化作用。這主要是因?yàn)镃OFs可調(diào)控的孔結(jié)構(gòu)使得它可以吸附大量CO_(2),而且COFs中的π-π堆積結(jié)構(gòu)能促進(jìn)電荷轉(zhuǎn)移,可以大大提高CO_(2)還原效率。COFs可作為光/電催化劑高效地將CO_(2)還原為CO、CH_(2)和HCOOH等多種產(chǎn)物。本綜述討論了由COFs催化的CO_(2)RR的重要成果,包括光/電催化CO_(2)RR和光電耦合CO_(2)RR。此外,還對(duì)COFs作為CO_(2)RR催化劑的未來發(fā)展進(jìn)行了展望。

摘要： 利用光催化技術(shù)將CO_(2)轉(zhuǎn)化為燃料有望解決能源危機(jī)和溫室效應(yīng)。Zn_(1-2x)(CuGa)_(x)Ga_(2)S_(4)具有可見光響應(yīng)及較高的導(dǎo)帶電勢(shì),從熱力學(xué)角度上看是較為理想的CO_(2)還原材料,但是其光催化CO_(2)還原活性仍然較低,亟待從動(dòng)力學(xué)角度提高其活性。本研究采用Zn_(0.4)(CuGa)_(0.3)Ga_(2)S_(4)與不同比例的CdS納米顆粒復(fù)合,制備了Zn_(0.4)(CuGa)_(0.3)Ga_(2)S_(4)/CdS異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料。通過材料表征證明CdS在Zn_(0.4)(CuGa)_(0.3)Ga_(2)S_(4)微米顆粒上均勻生長(zhǎng)并形成了全固態(tài)Z型異質(zhì)結(jié)的復(fù)合結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)有效抑制了電子空穴對(duì)的復(fù)合,保持了較高的還原電勢(shì),有利于提高光催化性能。在溶液體系中,所制備的Zn_(0.4)(CuGa)_(0.3)Ga_(2)S_(4)/CdS能夠有效地將CO_(2)光催化還原為CO。研究表明,當(dāng)Zn_(0.4)(CuGa)_(0.3)Ga_(2)S_(4)與CdS的摩爾比為2:1時(shí),樣品的光催化活性達(dá)到最優(yōu),是Zn_(0.4)(CuGa)_(0.3)Ga_(2)S_(4)材料的1.7倍,CdS材料的1.6倍。本工作通過構(gòu)造異質(zhì)結(jié)構(gòu),提高了Zn_(0.4)(CuGa)_(0.3)Ga_(2)S_(4)半導(dǎo)體材料的光催化CO_(2)還原活性,對(duì)人工光合成材料的設(shè)計(jì)與制備具有較大的參考價(jià)值。

摘要： 在能源和環(huán)境的雙重壓力下,常溫常壓下利用太陽能光催化分解水制氫,并進(jìn)一步光催化氫化還原二氧化碳制備碳?xì)淙剂媳徽J(rèn)為是具有潛力的未來能源技術(shù)之一,相應(yīng)的高效催化劑材料的設(shè)計(jì)、制備及其光催化轉(zhuǎn)化過程研究是該技術(shù)的關(guān)鍵。層狀雙羥基復(fù)合金屬氫氧化物(Layered Double Hydroxides,LDHs)為陰離子層狀化合物,其層間結(jié)構(gòu)可提供較高的CO2吸附容量,層板金屬離子的可調(diào)控性可用于調(diào)變材料的半導(dǎo)體特性,以LDHs為基質(zhì)的插層復(fù)合材料則可以提供更為廣闊的組成、結(jié)構(gòu)、性能的調(diào)變空間。因此,本文制備Zn (Cu)-Al(Ti)-LDHs催化劑用于全光譜下光催化還原二氧化碳和水制備碳?xì)淙剂?。用XRD、SEM、TG-DSC、UV-VIS以及N2等溫吸脫附等對(duì)樣品進(jìn)行了結(jié)構(gòu)與性能表征。嘗試用原位紅外漫反射研究了光催化反應(yīng)過程。

摘要： 在能源和環(huán)境的雙重壓力下,常溫常壓下利用太陽能光催化分解水制氫,并進(jìn)一步光催化氫化還原二氧化碳制備碳?xì)淙剂媳徽J(rèn)為是具有潛力的未來能源技術(shù)之一,相應(yīng)的高效催化劑材料的設(shè)計(jì)、制備及其光催化轉(zhuǎn)化過程研究是該技術(shù)的關(guān)鍵。層狀雙羥基復(fù)合金屬氫氧化物(Layered Double Hydroxides,LDHs)為陰離子層狀化合物,其層間結(jié)構(gòu)可提供較高的CO2吸附容量,層板金屬離子的可調(diào)控性可用于調(diào)變材料的半導(dǎo)體特性,以LDHs為基質(zhì)的插層復(fù)合材料則可以提供更為廣闊的組成、結(jié)構(gòu)、性能的調(diào)變空間。因此,本文制備Zn (Cu)-Al(Ti)-LDHs催化劑用于全光譜下光催化還原二氧化碳和水制備碳?xì)淙剂?。用XRD、SEM、TG-DSC、UV-VIS以及N2等溫吸脫附等對(duì)樣品進(jìn)行了結(jié)構(gòu)與性能表征。嘗試用原位紅外漫反射研究了光催化反應(yīng)過程。

摘要： 在能源和環(huán)境的雙重壓力下,常溫常壓下利用太陽能光催化分解水制氫,并進(jìn)一步光催化氫化還原二氧化碳制備碳?xì)淙剂媳徽J(rèn)為是具有潛力的未來能源技術(shù)之一,相應(yīng)的高效催化劑材料的設(shè)計(jì)、制備及其光催化轉(zhuǎn)化過程研究是該技術(shù)的關(guān)鍵。層狀雙羥基復(fù)合金屬氫氧化物(Layered Double Hydroxides,LDHs)為陰離子層狀化合物,其層間結(jié)構(gòu)可提供較高的CO2吸附容量,層板金屬離子的可調(diào)控性可用于調(diào)變材料的半導(dǎo)體特性,以LDHs為基質(zhì)的插層復(fù)合材料則可以提供更為廣闊的組成、結(jié)構(gòu)、性能的調(diào)變空間。因此,本文制備Zn (Cu)-Al(Ti)-LDHs催化劑用于全光譜下光催化還原二氧化碳和水制備碳?xì)淙剂?。用XRD、SEM、TG-DSC、UV-VIS以及N2等溫吸脫附等對(duì)樣品進(jìn)行了結(jié)構(gòu)與性能表征。嘗試用原位紅外漫反射研究了光催化反應(yīng)過程。

摘要： 在能源和環(huán)境的雙重壓力下,常溫常壓下利用太陽能光催化分解水制氫,并進(jìn)一步光催化氫化還原二氧化碳制備碳?xì)淙剂媳徽J(rèn)為是具有潛力的未來能源技術(shù)之一,相應(yīng)的高效催化劑材料的設(shè)計(jì)、制備及其光催化轉(zhuǎn)化過程研究是該技術(shù)的關(guān)鍵。層狀雙羥基復(fù)合金屬氫氧化物(Layered Double Hydroxides,LDHs)為陰離子層狀化合物,其層間結(jié)構(gòu)可提供較高的CO2吸附容量,層板金屬離子的可調(diào)控性可用于調(diào)變材料的半導(dǎo)體特性,以LDHs為基質(zhì)的插層復(fù)合材料則可以提供更為廣闊的組成、結(jié)構(gòu)、性能的調(diào)變空間。因此,本文制備Zn (Cu)-Al(Ti)-LDHs催化劑用于全光譜下光催化還原二氧化碳和水制備碳?xì)淙剂?。用XRD、SEM、TG-DSC、UV-VIS以及N2等溫吸脫附等對(duì)樣品進(jìn)行了結(jié)構(gòu)與性能表征。嘗試用原位紅外漫反射研究了光催化反應(yīng)過程。

摘要： 能源危機(jī)與環(huán)境污染是當(dāng)今中國(guó)和世界面臨的重大挑戰(zhàn)。最有效的解決方法之一是將CO2作為碳資源轉(zhuǎn)化成可再利用的物質(zhì)。如果將CO2在水溶液中轉(zhuǎn)化為甲醇等可燃性碳?xì)浠衔锏耐瑫r(shí),還原水產(chǎn)生氫氣,不但可緩解能源緊張問題,而且有益于整個(gè)生態(tài)環(huán)境。目前單純的無機(jī)半導(dǎo)體材料包括過渡金屬氧化物、復(fù)合氧化物等光催化劑往往需要金屬Pt,Cu,Ru,Ni等作為助催化劑來提高光催化還原CO2的效率。石墨烯由于穩(wěn)定的晶格結(jié)構(gòu)使碳原子具有優(yōu)良的導(dǎo)電性,并且具有很強(qiáng)的聚集電子能力、利于半導(dǎo)體電子和空穴分離,在光解水制氫及催化還原CO2方面顯示了較好的應(yīng)用潛力。

摘要： 能源危機(jī)與環(huán)境污染是當(dāng)今中國(guó)和世界面臨的重大挑戰(zhàn)。最有效的解決方法之一是將CO2作為碳資源轉(zhuǎn)化成可再利用的物質(zhì)。如果將CO2在水溶液中轉(zhuǎn)化為甲醇等可燃性碳?xì)浠衔锏耐瑫r(shí),還原水產(chǎn)生氫氣,不但可緩解能源緊張問題,而且有益于整個(gè)生態(tài)環(huán)境。目前單純的無機(jī)半導(dǎo)體材料包括過渡金屬氧化物、復(fù)合氧化物等光催化劑往往需要金屬Pt,Cu,Ru,Ni等作為助催化劑來提高光催化還原CO2的效率。石墨烯由于穩(wěn)定的晶格結(jié)構(gòu)使碳原子具有優(yōu)良的導(dǎo)電性,并且具有很強(qiáng)的聚集電子能力、利于半導(dǎo)體電子和空穴分離,在光解水制氫及催化還原CO2方面顯示了較好的應(yīng)用潛力。

摘要： 能源危機(jī)與環(huán)境污染是當(dāng)今中國(guó)和世界面臨的重大挑戰(zhàn)。最有效的解決方法之一是將CO2作為碳資源轉(zhuǎn)化成可再利用的物質(zhì)。如果將CO2在水溶液中轉(zhuǎn)化為甲醇等可燃性碳?xì)浠衔锏耐瑫r(shí),還原水產(chǎn)生氫氣,不但可緩解能源緊張問題,而且有益于整個(gè)生態(tài)環(huán)境。目前單純的無機(jī)半導(dǎo)體材料包括過渡金屬氧化物、復(fù)合氧化物等光催化劑往往需要金屬Pt,Cu,Ru,Ni等作為助催化劑來提高光催化還原CO2的效率。石墨烯由于穩(wěn)定的晶格結(jié)構(gòu)使碳原子具有優(yōu)良的導(dǎo)電性,并且具有很強(qiáng)的聚集電子能力、利于半導(dǎo)體電子和空穴分離,在光解水制氫及催化還原CO2方面顯示了較好的應(yīng)用潛力。

摘要： 能源危機(jī)與環(huán)境污染是當(dāng)今中國(guó)和世界面臨的重大挑戰(zhàn)。最有效的解決方法之一是將CO2作為碳資源轉(zhuǎn)化成可再利用的物質(zhì)。如果將CO2在水溶液中轉(zhuǎn)化為甲醇等可燃性碳?xì)浠衔锏耐瑫r(shí),還原水產(chǎn)生氫氣,不但可緩解能源緊張問題,而且有益于整個(gè)生態(tài)環(huán)境。目前單純的無機(jī)半導(dǎo)體材料包括過渡金屬氧化物、復(fù)合氧化物等光催化劑往往需要金屬Pt,Cu,Ru,Ni等作為助催化劑來提高光催化還原CO2的效率。石墨烯由于穩(wěn)定的晶格結(jié)構(gòu)使碳原子具有優(yōu)良的導(dǎo)電性,并且具有很強(qiáng)的聚集電子能力、利于半導(dǎo)體電子和空穴分離,在光解水制氫及催化還原CO2方面顯示了較好的應(yīng)用潛力。

摘要： 能源危機(jī)與環(huán)境污染是當(dāng)今中國(guó)和世界面臨的重大挑戰(zhàn)。最有效的解決方法之一是將CO2作為碳資源轉(zhuǎn)化成可再利用的物質(zhì)。如果將CO2在水溶液中轉(zhuǎn)化為甲醇等可燃性碳?xì)浠衔锏耐瑫r(shí),還原水產(chǎn)生氫氣,不但可緩解能源緊張問題,而且有益于整個(gè)生態(tài)環(huán)境。目前單純的無機(jī)半導(dǎo)體材料包括過渡金屬氧化物、復(fù)合氧化物等光催化劑往往需要金屬Pt,Cu,Ru,Ni等作為助催化劑來提高光催化還原CO2的效率。石墨烯由于穩(wěn)定的晶格結(jié)構(gòu)使碳原子具有優(yōu)良的導(dǎo)電性,并且具有很強(qiáng)的聚集電子能力、利于半導(dǎo)體電子和空穴分離,在光解水制氫及催化還原CO2方面顯示了較好的應(yīng)用潛力。

摘要： 能源危機(jī)與環(huán)境污染是當(dāng)今中國(guó)和世界面臨的重大挑戰(zhàn)。最有效的解決方法之一是將CO2作為碳資源轉(zhuǎn)化成可再利用的物質(zhì)。如果將CO2在水溶液中轉(zhuǎn)化為甲醇等可燃性碳?xì)浠衔锏耐瑫r(shí),還原水產(chǎn)生氫氣,不但可緩解能源緊張問題,而且有益于整個(gè)生態(tài)環(huán)境。目前單純的無機(jī)半導(dǎo)體材料包括過渡金屬氧化物、復(fù)合氧化物等光催化劑往往需要金屬Pt,Cu,Ru,Ni等作為助催化劑來提高光催化還原CO2的效率。石墨烯由于穩(wěn)定的晶格結(jié)構(gòu)使碳原子具有優(yōu)良的導(dǎo)電性,并且具有很強(qiáng)的聚集電子能力、利于半導(dǎo)體電子和空穴分離,在光解水制氫及催化還原CO2方面顯示了較好的應(yīng)用潛力。

摘要： 本發(fā)明涉及能夠大幅度提高二氧化碳的吸收量至接近理論值的二氧化碳吸收材料、該二氧化碳吸收材料的制造方法、和使用該二氧化碳吸收材料的二氧化碳吸收方法與二氧化碳吸收裝置。本發(fā)明的二氧化碳吸收材料含有鈦酸鋰，該鈦酸鋰含有70摩爾％以上的Li

摘要： 一種高效還原二氧化碳的光催化陰極型微生物燃料電池及利用其還原二氧化碳的方法，它涉及一種光催化陰極型微生物燃料電池及利用其還原二氧化碳的方法。本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有微生物燃料電池功率輸出較低，半導(dǎo)體光催化劑光生電子和空穴易復(fù)合導(dǎo)致其光催化性能較低的問題。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了將微生物能與光能兩大清潔能源的結(jié)合，利用制備的Co3O4光陰極與培養(yǎng)好的具有產(chǎn)電菌的微生物陽極通過外電路連接，構(gòu)建了一個(gè)光催化陰極型微生物燃料電池用于催化還原CO2。本發(fā)明適用于還原二氧化碳。

摘要： 本發(fā)明的目的在于提供一種能用于從高分壓至低分壓、特別是1kPa以下的二氧化碳的分離的二氧化碳分離膜用離子液體組合物、及保持有該組合物的二氧化碳分離膜、以及具備該二氧化碳分離膜的二氧化碳的濃縮裝置，其中，通過使用將在陽離子中具有一個(gè)以上伯氨基或仲氨基、以及乙二胺或丙二胺骨架的銨的離子液體(I)與陽離子中不具有伯氨基或仲氨基、陰離子為含氧酸陰離子的離子液體(II)組合而成的離子液體組合物，能提高二氧化碳分離膜的CO2的透過性和CO2選擇率，能選擇性地分離回收從高分壓至1kPa以下低分壓的二氧化碳。

摘要： 本發(fā)明涉及一種制備用于如下高溫方法的催化劑的方法：(i)二氧化碳?xì)浠?ii)組合高溫二氧化碳?xì)浠椭卣?或(iii)含烴化合物和/或二氧化碳的重整；以及本發(fā)明催化劑的用途，其用于烴(優(yōu)選甲烷)和/或二氧化碳的重整和/或氫化。為了制備該催化劑，使鋁源與含釔金屬鹽溶液接觸，干燥并煅燒，所述鋁源優(yōu)選包含水溶性前體源。除釔物質(zhì)以外，所述金屬鹽溶液還包含至少一種選自鈷、銅、鎳、鐵和鋅的元素。

摘要： 本發(fā)明涉及能夠大幅度提高二氧化碳的吸收量至接近理論值的二氧化碳吸收材料、該二氧化碳吸收材料的制造方法、和使用該二氧化碳吸收材料的二氧化碳吸收方法與二氧化碳吸收裝置。本發(fā)明的二氧化碳吸收材料含有鈦酸鋰，該鈦酸鋰含有70摩爾％以上的Li

摘要： 本發(fā)明提供一種催化劑，其含有通式M1Ox(式中，M1是過渡金屬元素，x是正實(shí)數(shù))所示的第一過渡金屬氧化物(A1)、以及能夠吸附二氧化碳的金屬化合物(B1)，所述第一過渡金屬氧化物(A1)負(fù)載于所述金屬化合物(B1)，所述第一過渡金屬氧化物(A1)能夠通過還原而生成通式M1Ox?n(式中，M1和x與所述相同，n為x以下的正實(shí)數(shù))所示的化合物。

摘要： 本發(fā)明的二氧化碳還原方法，其包括使含有選自V族元素(釩、鈮和鉭)中的至少任意1種元素的碳化物的電極(作用電極41)接觸電解液47的工序；和在電解液47中導(dǎo)入二氧化碳，通過上述電極還原所導(dǎo)入的上述二氧化碳的工序。上述電極所含的含有選自V族元素(釩、鈮和鉭)中的至少任意1種元素的碳化物的材料是本發(fā)明的二氧化碳還原催化劑。

摘要： 本發(fā)明提供催化劑、二氧化碳還原電極和疊層體。催化劑由包含金屬衍生物、吡啶衍生物和碳化合物的混合物燒制而成。二氧化碳還原電極具備所述催化劑和附著催化劑的電極基材。疊層體例如依次具有第1電極、離子交換膜和第2電極，第1電極為所述二氧化碳還原電極。

摘要： 本發(fā)明提供一種用于二氧化碳的還原反應(yīng)且甲醇選擇率高的二氧化碳還原催化劑。一種二氧化碳還原催化劑，其在通過二氧化碳的還原反應(yīng)來生成甲醇時(shí)使用，包含Au和Cu作為催化劑成分，包含ZnO作為載體。在催化劑成分中，優(yōu)選含有7～25mol％的作為催化劑成分的Au。由此，可得到甲醇的高的選擇率、例如80％以上的選擇率。上述二氧化碳還原催化劑即使在240°C以下、50bar以下的條件下也可得到甲醇的高的選擇率。

摘要： 本發(fā)明涉及一種用于地外空間的二氧化碳還原裝置及二氧化碳還原方法，二氧化碳還原裝置，包括：用于對(duì)環(huán)境中含有二氧化碳的空氣進(jìn)行吸收處理的二氧化碳提純裝置(1)，電源裝置(2)，液體循環(huán)及氣體干燥裝置(3)，以及分別與所述二氧化碳提純裝置(1)，所述電源裝置(2)，所述液體循環(huán)及干燥裝置(3)相連接的反應(yīng)器(4)；所述電源裝置(2)用于對(duì)所述反應(yīng)器(4)加電；所述反應(yīng)器(4)分別接收所述二氧化碳提純裝置(1)所產(chǎn)生的提純?nèi)芤汉退鲆后w循環(huán)及氣體干燥裝置(3)輸出的堿性溶液，并進(jìn)行還原反應(yīng)。本發(fā)明能夠在常溫下進(jìn)行反應(yīng)，效率高，而且本發(fā)明的二氧化碳反應(yīng)器構(gòu)造簡(jiǎn)單，制造成本低。