电催化二氧化碳还原的铜基催化剂设计与反应机理研究进展

利用电催化技术和阴极区的还原反应将CO2转化为高能化学品是解决温室效应和实现人工碳循环的有效途径.与其它金属催化剂相比,Cu基催化剂因其能生成多碳产物而备受关注,但其缺点是对产物的选择性差.因此,近年来,研究者致力于探究Cu基催化剂在反应过程中的C-C偶联机制及影响因素,并对Cu基催化剂进行针对性的结构设计和实验合成.本文总结了 Cu基电极上电催化CO2还原反应(C02RR)的基本原理,分析了影响电催化CO2RR的关键因素(电催化反应器、pH值、压力和温度、CO2的流速与浓度),综述了针对Cu基催化剂改性的相关策略(合金化、纳米结构改性、杂原子掺杂、亲/疏水性、单原子催化剂)的研究进展,最后,...

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Published in:分析化学 Vol. 51; no. 3; pp. 316 - 330
Main Authors: 张泽坤, 荆晓生, 徐浩, 李兆宸, 延卫
Format: Journal Article
Language:Chinese
Published: 西安交通大学环境科学与工程系,西安710049%西安交通大学环境科学与工程系,西安710049 2023
浙江西安交通大学研究院,杭州311200%中联西北工程设计研究院有限公司,西安710077
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Summary:利用电催化技术和阴极区的还原反应将CO2转化为高能化学品是解决温室效应和实现人工碳循环的有效途径.与其它金属催化剂相比,Cu基催化剂因其能生成多碳产物而备受关注,但其缺点是对产物的选择性差.因此,近年来,研究者致力于探究Cu基催化剂在反应过程中的C-C偶联机制及影响因素,并对Cu基催化剂进行针对性的结构设计和实验合成.本文总结了 Cu基电极上电催化CO2还原反应(C02RR)的基本原理,分析了影响电催化CO2RR的关键因素(电催化反应器、pH值、压力和温度、CO2的流速与浓度),综述了针对Cu基催化剂改性的相关策略(合金化、纳米结构改性、杂原子掺杂、亲/疏水性、单原子催化剂)的研究进展,最后,展望了电催化CO2RR的Cu基催化剂领域的机遇与挑战,以期为今后开展相关研究提供有益参考.
ISSN:0253-3820
DOI:10.19756/j.issn.0253-3820.221456