电化学方法固定二氧化碳的研究进展

CO2的电化学转化固定在缓解气候变暖、能源危机等方面具有极其重要的意义.综述了CO2直接电化学还原为化合物、CO2与有机化合物的电羧化反应等电化学固定CO2的方法,介绍了电化学方法固定CO2的相关产物及反应机理.     

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。     

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.     

对苯醌电化学捕获CO2机理研究及捕获产物的结构分析

利用循环伏安法(CV)、现场红外光谱法、恒电位电解法开展了BQ在乙腈溶液中的电化学捕获CO2的研究.结果显示,CO2在BQ还原过程中被一价阴离子自由基BQ·-所捕获,表明BQ·-是可以当作亲核试剂来捕获CO2.采用恒电位电解的方法,得到了BQ电化学捕获CO2后的终产物.1H-NMR、IR、13C-NMR以及元素分析的结果表明,捕获CO2后的终产物为BQ与CO2进行化学反应的加合物,其化学计量比为1:2,且亲核进攻CO2的是BQ羰基上的氧,形成较为稳定的羧酸式结构.产物酸化处理生成对苯酚,进一步证明BQ电化学捕获CO2产物结构.     

建筑废弃物木屑材料制备多孔碳材料

为研究建筑废弃物——锯末木屑在环保中的应用,以NaNH₂为活化剂和氮源,利用一步热解法制备了氮掺杂的多孔碳材料,采用X射线衍射、X光电子衍射、氮气吸附-脱附等温线等方法对样品进行表征。结果发现样品主要由微孔构成,大的比表面积和高的氮含量相互协同,为CO₂的电化学还原反应提供了丰富的催化活性位点和CO₂反应物。电化学测试研究结果发现,样品还原CO₂的主产物为CO,在-0.7 V(可逆氢电极,RHE)的过电势下,CO的法拉第效率高达82%,且样品可持续稳定电解18 h。说明以建筑废弃木屑材料制备的多孔碳可有效还原CO₂,实现在环保领域中的应用。     

废竹木制备多孔材料及其性能研究

以建筑废材废竹木为前驱体、KOH为活化剂,采用一步热解法制备氮掺杂多孔碳。利用氮气吸附-脱附等温线、XRD、XPS等方法对得到的样品进行表征,结果发现,样品主要由微孔构成,有大的比表面积和高的氮含量,为电化学还原反应提供了丰富的活性位点。电化学测试结果表明,样品还原CO_2的主要产物为CO,在-0. 78 V的过电势下,CO的法拉第效率最高达75%,且样品的稳定性良好。     

电化学方法处理水中酚类污染物

《净水技术》Vo1.23，No．2，2004，21～24近年来电化学法用于去除废水中有机污染物的研究不断增多，主要由于电化学法处理难降解的有机物具有很好的效果，它可以使非生化降解的有机物转化为可以生化降解的有机物，或使非生化降解的有机物燃烧生成CO2和H2O。本文综述了处理水中酚类的电化学方法的原理、反应速率的影响因素，并介     

La_2O_3掺杂对Na-β″(β)-Al_2O_3固体电解质电导率的影响

以分析纯Al_2O_3、Na2CO3、Li2CO3为原料,加入少量La_2O_3,采用无压埋烧方式,制备Na-β″(β)-Al_2O_3固体电解质。通过XRD、SEM、DH7000型电化学工作站等表征测试手段,研究La_2O_3添加量对电解质相组成、微观结构、电导率、活化能的影响。结果表明,适量的La_2O_3掺杂可以起到促进β"-Al_2O_3相晶体发育、改善材料的微观形貌、提高固体电解质材料的电导率的作用;当La_2O_3掺杂量为0.5 wt%时,样品的电导率最高,300℃下的电导率从未掺杂样品的0.0152 S·cm~(-1)提高到0.0235 S·cm~(-1),电导活化能由未掺杂样品的0.1481 eV降低至0.1213 eV。     

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。     

纳米材料电催化还原CO2研究进展

二氧化碳(CO2)是造成温室效应最主要的温室气体。CO2被排放到空气中,既破坏了环境,又浪费了宝贵的碳资源,把CO2存储及资源化回收转化可对其进行有效利用。电化学还原的实质就是利用电子的得失来实现CO2的还原。作为电化学还原的电极材料,纳米材料具有很高的比表面积和表面正电性可作为高活性的催化剂和气体吸附剂。纳米粒子尺寸小、表面的化学键状态和电子态与颗粒内部不同、表面原子配位不全,导致表面的活性位置增加,使它具备了作为催化剂的基本条件。因此,对近年来有关纳米材料用于电化学催化还原CO2研究进行了综述,对纳米材料电极的制备、应用进行了阐述。     

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.     

CO_2制备甲醇催化剂研究进展

通过将CO2有效转化为甲醇,真正实现"跨越油气时代"进入"甲醇时代"。通常CO2加氢合成甲醇所用催化剂主要是铜基催化剂,添加其他金属元素或助剂以提高铜基催化剂催化性能。介绍CO2制备甲醇催化剂早期的研究,综述近年来有关CO2制备甲醇催化剂研究进展,新研发的镍-镓结构催化剂可在低压(常压)下将CO2转化为甲醇,比传统的铜-锌-铝催化剂更有效,更多产甲醇。介绍CO2与水反应合成甲醇反应所用催化剂以及光催化还原CO2生成甲醇的新思路和新途径。     

CO2的绿色利用技术研究进展

近年来CO2的综合利用越来越引起人们的重视。本文介绍了近年来通过化学途径实现CO2资源化利用的研究方向及进展,并报道了最新的研究技术和成果。通过适当的化学反应,CO2可以转化为液体燃料、甲醇、碳酸酯类等高附加值的产品,还可通过CH4–CO2催化重整制成合成气来制备乙烯或含氧化合物等。另外,本文还介绍了其它新型CO2化学利用技术,如通过合理设计的化学肺可将CO2直接转换为氧气,利用太阳能、电能和生物微藻技术实现CO2向有用化学品的转化以及作为新型储氢材料的研究利用进展。     

A3钢在不同CO2盐溶液中的腐蚀规律研究

通过静态、动态及电化学实验方法测试不同含盐量溶液中饱和二氧化碳对A3钢的腐蚀影响,以及溶液中Ca2 和S2-对A3钢的腐蚀影响。研究结果表明,NaCl质量分数50g/L时,腐蚀速率最大;温度在60℃时腐蚀速率最大;腐蚀速率随CO2分压的升高而增大;Ca2 离子的存在减缓了腐蚀;S2-离子的存在减缓了腐蚀。本文从静态、动态及电化学测试的不同方面入手,评价CO2在不同介质条件下的腐蚀规律,了解CO2腐蚀性与介质的关系,对现场如何采取防腐措施具有一定的指导作用。     

高效光电化学池的构建及机理研究

将基于硼掺杂金刚石薄膜电极的电解池与基于分子筛负载二氧化钛的光催化池组合,构建了用于有机废水快速处理的高效光电化学池。通过考察电极电位、紫外光强度、溶液的pH、硫酸钠电解质浓度等参数对模拟废水酸性橙的降解效率与活性中间产物S2O82-含量的影响,证实所构建的光电化学池遵循SO42--S2O82--SO4-·-·OH转换机理。这种具有光电协同效应的高效光电化学池对酸性橙的降解效果明显优于电化学氧化及光催化简单的加合,可以将酸性橙完全矿化成CO2。     

离子液体固定CO2及其转化利用的研究进展

综述了新型绿色溶剂离子液体在CO2固定和转化利用领域的应用研究进展.根据离子液体的结构特征和CO2的固定机理,离子液体固定CO2可以分为常规离子液体固定、功能化离子液体固定和离子液体固定转化.常规离子液体固定CO2为物理作用过程,功能化离子液体固定CO2为化学作用过程,而离子液体固定转化CO2的过程在固定CO2的同时又实现了CO2从工业废气直接到有用化学品的转变.因此,设计合成高效的功能化离子液体来实现CO2的固定转化一体化将具有重要的意义.     

二氧化碳减排技术路线探讨

CO2减排是目前国内外研究的热点,笔者对绿色能源技术、化石能源减排技术和CO2封存利用技术进行了分析探讨.将CO2转化为高附加值的三聚氰酸等固体产品也是一条比较可行的CO2减排技术路线,不仅可以实现CO2的封存,而且能够实现CO2的高值有效利用,对于解决CO2的减排具有重要意义.     

纳米Ce0.9Cu0.1O2-δ固溶体的制备、表征和CO低温氧化性能

采用改进的柠檬酸溶胶-凝胶法(即前驱体先在N2气氛下高温预处理)制备了高比表面积纳米Ce0.9Cu0.1O2-δ固溶体。采用XRD、TEM和Raman等对催化剂进行表征,并考察了它们的低温CO氧化性能。研究结果表明,改进的柠檬酸溶胶-凝胶法可以制得晶相比较完整的Ce0.9Cu0.1O2-δ固溶体,晶粒小于10 nm,明显小于常规方法制得的样品。随着样品焙烧温度的提高,表征氧缺位的600 cm-1左右Raman峰的位置向高波数方向迁移。采用改进方法制得的Ce0.9Cu0.1O2-δ固溶体具有更高的CO氧化活性,其原因归结为晶粒的减小,容易形成氧缺位和表面高分散CuO的增加,从而促进了CO的氧化。     

技术信息

将废水和CO2转化成化学品的技术总部在美国科罗拉多州博尔德(Boulder)的新天空能源(New Sky Energy)公司开发的电化学和化学沉淀技术,可使含盐废水和来自烟气的CO2转化为有价值的过程化学品,如纯碱、碳酸钙、硫酸、漂白剂和其它化学品。新天空能源公司定制系统的设计,可被设置在加工设施以内,可对该装置的含盐废水物流和CO2排气实施化学处     

NiO薄膜材料的制备及其电化学电容性能

以镍箔为基底,在Ni(NO3)2溶液中,用电沉积法制备Ni(OH)2薄膜,进行热处理后转化为NiO薄膜电极材料。采用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)表征产物的结构和形貌。用循环伏安法、恒电流充放电等电化学方法系统研究所制样品的电化学性能。研究结果表明,在Ni(NO3)2溶液浓度为0.08 mol.L-1,电压为-0.9 V条件下沉积,并经过250℃热处理制备的NiO薄膜材料属于立方结构,表现出良好的电化学性能,其单电极比电容值达1220 F.g-1。