单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,电催化还原二氧化碳,2017.5.23,电催化还原二氧化碳,节能,减排,可持续发展,节能减排可持续发展,电催化还原二氧化碳知识讲解课件,CO,2,酸,CO,醇,酯,CO,2,的电化学还原过程可以通过使,CO,2,失去,2,e,、4,e,、6,e,和,8,e,电子来完成。,CO,2,的电还原过程比较复杂，反应速率较慢。,在不同的电极材料、还原电位、电解质、,pH,等反应条件下，生成的产物也多种多样。,金属电极,主要产物,Co,、,Sn,、,In,、,Bi,等,甲酸,Au,、,Ag,、,Zn,、,Pd,等,CO,Cu,、,Cu-Au,、,Cu-Sn,等,CO,、醇、酸、烷烃等,Al,、,Ga,、,Pt,、,Fe,等,催化效率很低,CO2酸CO醇酯CO2的电化学还原过程可以通过使 CO2失去,金属材料,钯,3.7,/,6.2,/,10.3 nm尺寸Pd的,TEM图像和HRTEM图像,不同尺寸Pd还原,CO,2,为,CO,的法拉第效率和电流密度,Pd(111)、Pd(211)、Pd55和Pd38,还原,CO,2,为,CO,的自由能,J.Am.Chem.Soc.2015,137,42884291,金属材料钯3.7/6.2/10.3 nm尺寸Pd的TEM,ACS Catal.2014,4,30913095,金属材料,铜,Phys.Chem.Chem.Phys.,2012,14,7681,与电抛光法和溅射法得到的 Cu 电极表面相比，Cu 纳米颗粒覆盖的表面更容易电还原 CO,2,生成碳氢化合物和,CO,在,Cu,电极表面制备泡沫铜，可以使还原,CO,2,产生 HCOOH的法拉弟电流效率达到,29%,ACS Catal.2014,4,30913095,Nature Communications，2014，5:3242 3247,金属材料,银,纳米孔银电极催化材料，可以在过电位低于0.5V 的条件下，高选择性的把CO,2,还原成CO,Nature Communications，2014，5:3,金属材料,Cu/Au,Cu/Au合金纳米材料对CO,2,选择性催化还原产生醇的法拉第效率远高于铜电极,J.Am.Chem.Soc.2012,134,1996919972,Journal of Power Sources 252(2014)85,-,89,金属材料Cu/AuCu/Au合金纳米材料对CO2选择性催,金属,/,金属氧化物,Cu/Cu,2,O,铜电极表面,Cu,2,O,的存在，可以提高电催化还原,CO,2,为甲醇、甲酸等的法拉第效率和电流密度，可以降低还原过电位,J.Am.Chem.Soc.2012,134,72317234,金属/金属氧化物Cu/Cu2O铜电极表面Cu2O的存在，,金属,/,金属氧化物,Sn/SnO,x,J.Am.Chem.Soc.2012,134,19861989,在 Sn/SnOx体系中，由于SnO,x,的作用，与Sn电极相比，虽然还原CO,2,的过电位相近，但反应电流密度高出数倍,金属/金属氧化物Sn/SnOxJ.Am.Chem.S,Nature.VOL 529.7 January 2016,金属,/,金属氧化物,Co/CoO,红线：四原子厚的部分氧化的钴层,蓝线：四原子厚的钴层,紫线：部分氧化的块状钴,黑线：块状钴,在四原子厚超薄钴/氧化钴纳米材料中，氧化钴的存在提高了材料电催化还原 CO,2,为甲酸的活性和选择性,Nature.VOL 529.7 January 2016,金属,/,金属氧化物,Au/CeO,x,Au/CeO,x,界面上生成,CO,的法拉第效率远高于,Au,和,Ce,，因为,Au/CeO,x,界面促进了,CO2,在,CeOx,上的吸附和活化,J.Am.Chem.Soc.2017,139,56525655,金属/金属氧化物Au/CeOxAu/CeOx界面上生成C,J.AM.CHEM.SOC.2010,132,1153911551,用碳酸酐酶将二氧化碳电催化还原为甲醇,用吡啶盐将二氧化碳电催化还原为甲醇,Electrochem.Solid-State Lett.,2011,14,E9E13,导电聚合物、生物酶等,J.AM.CHEM.SOC.2010,132,1,面临的挑战：,1.,催化活性低；,2.,产物选择性低；,3.催化剂稳定性/耐久性不足,；,4.,对机理的理解研究不足；,5.,电极和系统未能优化到可以用于实际。,未来研究的方向：,1.,探索新的电催化剂以提高催化活性，,优化金属电极的形态、尺寸、结构等，制备金属,/,金属、金属,/,金属氧化物等复合材料,；,2.,通过实验和理论模拟进一步理解反应机理；,3.优化电极,、,反应,器,和系统设计,以,应用,于,实际,。,面临的挑战：,感,谢,聆,听,感谢聆听,