銅納米線電極在電催化二氧化碳還原中的應(yīng)用.pdf

1、新興的電催化二氧化碳還原技術(shù)為人類(lèi)解決能源與環(huán)境問(wèn)題指明了新方向，銅作為一類(lèi)產(chǎn)物分布廣泛且具有二氧化碳深度電還原能力的金屬催化劑具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值，然而過(guò)電位高、催化劑失活、產(chǎn)物選擇性不可控等問(wèn)題限制了其進(jìn)一步發(fā)展。近年來(lái)，納米銅催化劑從降低過(guò)電位、增加電流密度等方面入手改善了其電化學(xué)性能，然而析氫活性高、產(chǎn)物可調(diào)控性差等問(wèn)題卻一直未得到有效解決，不僅如此，銅的二氧化碳深度還原能力也沒(méi)有得到充分挖掘。為解決這一問(wèn)題，科研人員在催化劑的設(shè)

2、計(jì)與研發(fā)方面進(jìn)行了深入探索，然而電極的界面浸潤(rùn)性與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于電催化二氧化碳還原性能的影響卻鮮有關(guān)注，針對(duì)以上問(wèn)題，以銅納米線作為研究對(duì)象開(kāi)展了以下工作:
　　1、通過(guò)液相還原法得到了尺寸均一、長(zhǎng)徑比較高、表面粗糙、富含晶界的銅納米線，一維材料的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)顯著降低了多晶銅材料用于二氧化碳還原反應(yīng)的過(guò)電位，提升了催化活性。利用聚四氟乙烯對(duì)銅納米線疏水化處理得到了親氣疏水的超親氣銅納米線，親氣構(gòu)筑的水下氣體擴(kuò)散通道加速了二氧化碳的傳質(zhì)，

3、提升了產(chǎn)物的選擇性與可調(diào)控性，在較低的過(guò)電位(-0.4V,RHE)下，一氧化碳的選擇性高達(dá)71％，在較高的過(guò)電位下(-0.6V,RHE)，甲酸的選擇性高達(dá)68％;疏水則抑制了過(guò)量的質(zhì)子，有效抑制了析氫活性，使二氧化碳還原的選擇性高達(dá)78％。此外，氣體/離子擴(kuò)散層的構(gòu)筑優(yōu)化了氣體與離子的擴(kuò)散路徑，增強(qiáng)了銅納米線的穩(wěn)定性。
　　2、利用化學(xué)刻蝕、高溫脫水和電還原三步法在銅箔基底上制得密集排布的銅納米線陣列。陣列化所帶來(lái)的高比表面增強(qiáng)了