基于铜基纳米材料的电化学二氧化碳还原研究
目录
第1章绪论 (1)
1.1引言 (1)
1.2全球能源发展概况 (1)
1.2.1不可再生能源 (1)
1.2.2可再生能源 (2)
1.3过量排放CO2带来的危害 (3)
1.3.1过量CO2对气候的危害 (4)
1.3.3过量CO2对人类的危害 (5)
1.4减少大气中CO2含量的一些举措 (6)
1.4.1CO 2的捕集 (6)
1.4.1.1燃烧前捕集 (6)
1.4.1.2富氧燃烧 (6)
1.4.1.3燃烧后捕集 (7)
1.4.2CO2封存 (7)
1.4.2.1地质封存 (7)
1.4.2.2海洋封存 (8)
1.4.3CO2转化 (8)
1.4.3.1光化学CO2还原 (9)
1.4.3.2热化学CO2还原 (11)
1.4.3.3电化学CO2还原 (12)
1.5电化学CO2还原催化剂研究现状 (14)
1.5.1金属Cu催化剂的研究 (14)
1.5.2金属Ag催化剂的研究 (15)
1.5.3金属Au催化剂的研究 (16)
1.5.4金属氧化物催化剂的研究 (17)
1.6本论文研究目的和内容 (18)
1.6.1研究目的 (18)
1.6.1研究内容 (18)
第2章实验部分 (20)
2.1实验仪器 (20)
2.2实验药品 (21)
2.3催化剂表征 (21)
2.4电化学CO2还原法拉第效率的测算 (23)
2.4.1气相产物的法拉第效率测算 (23)
2.4.2液相产物的法拉第效率测算 (25)
第3章CuO纳米线电化学CO2还原性能研究 (26)
3.1材料的合成 (26)
3.2材料的CO2还原一些电化学方面测试 (27)
3.3结果与讨论 (27)
3.3.1电子显微镜分析 (27)
3.3.2X射线衍射分析 (29)
3.3.3CuO纳米材料的合成机理 (30)
3.3.4材料的CO 2还原活性测试 (31)
3.3.5材料的CO2还原稳定测试 (34)
3.3.6材料的CO2还原法拉第效率 (35)
3.3.7材料的CO2还原电化学性能分析 (37)
3.3.8材料的在CO2还原反应中价态变化 (38)
3.3.9材料的CO2还原机理 (40)
3.4本章小结 (41)
第4章Cu纳米线电化学CO2还原性能研究 (42)
4.1Cu纳米线的合成 (42)
4.2材料的CO2还原一些电化学方面测试 (43)
4.3结果与讨论 (44)
4.3.1扫描电子显微镜分析 (44)
4.3.2Cu纳米线的合成机理 (45)
4.3.3材料的CO2还原电化学性能测试 (47)
4.3.4材料的CO2还原电化学性能分析 (49)
4.3.5分子反应层面对材料CO2还原的性能分析 (50)
4.4本章小结 (52)
第5章结论 (53)
参考文献 (54)
攻读硕士期间获得的成果 (61)
致谢 (62)
第1章绪论
1.1引言
进入21世纪以来，人类社会经济的高速发展带动着整个世界的进步，而与全球发展息息相关的能源和生存环境逐年不断的改变一直挑动着人类的神经。能源是国民经济发展非常重要的物质基础，是人类赖以生存的基本条件。当今世界，能源问题自始至终都是全球面临的重大课题。纵观几千年来人类发展的历史，其实就是对完善能源开发和利用的历史[1]。几乎全世界的国家都清楚地意识到一个能可持续发展的社会应该是既能满足当前的社会需要又能不祸及子孙后代生存的社会。因此，合理的保护和利用不可再生能源，不断开发可再生能源，已经成为多数国家坚定不移的战略决策。然而由于世界经济的不断发展，人口急剧增加，人类对能源的需求越来越大，有限的能源资源与过度的能源消耗，成为了世界经济发展的掣肘。
更为令人担忧的是，能源的庞大消耗伴随而来的是无可避免的CO2等气体的大量排放，这使得大气中的CO2含量节节攀升，危及人类生存[2]。众所周知，CO2是引起全球气候变暖的罪魁祸首之一，它就像温室中的玻璃顶棚一样既能使太阳光顺利地到达地表使地面升温，又能吸收地表因辐射而放散的热量。这就相当于地球像一个笼子一样锁住了必须向外太空辐射的热量而使地球吸收的热量大于辐射的热量，其结果是地球越来越暖。全球变暖的后果便是会使南北极的冰川融化，海平面上升。全球大约有50%以上的人口居住在距海岸线100公里范围内，因而海平面的上升会对海岛和海岸低洼地带造成毁灭性的破坏。如果放任大气中CO2含量增加而不加以控制的话，这将会造成许多沿海大城市被淹没，对人类生存造成难以估计的严重影响。所以当前世界各国面临的最迫切任务就是科学利用不可再生能源，大力开发可再生能源，减少CO2排放，维护人类社会的可持续发展。
1.2全球能源发展概况
1.2.1不可再生能源
1760年工业革命以前，人类社会对能源的利用基本只集中在木材、水力、畜力等几个方面。尤其是木材，在世界能源消费结构够非常长的一段时间内都是