【摘 要】
：
电催化CO2还原（CO2RR）因可在常压且近常温条件下将CO2直接转换为可用燃料及化学品、系统结构较为简单、易于模块化等优势受到广泛关注。然而,CO2分子极其稳定,且反应涉及多重复杂的电子转移步骤及竞争反应析氢反应（HER）的存在,势必将严重削弱产物的选择性和转换效率。因此,兼具高活性、高选择性、廉价且稳定的CO2RR催化剂的设计和开发是实现该技术实用的关键。数年来,一系列电催化材料用于CO2RR
论文部分内容阅读
电催化CO2还原（CO2RR）因可在常压且近常温条件下将CO2直接转换为可用燃料及化学品、系统结构较为简单、易于模块化等优势受到广泛关注。然而,CO2分子极其稳定,且反应涉及多重复杂的电子转移步骤及竞争反应析氢反应（HER）的存在,势必将严重削弱产物的选择性和转换效率。因此,兼具高活性、高选择性、廉价且稳定的CO2RR催化剂的设计和开发是实现该技术实用的关键。数年来,一系列电催化材料用于CO2RR。其中,在分子配合物中,酞菁钴（CoPc）基电极材料因较高CO选择性得到国内外学术界的高度重视并已成为新的前沿热点。另外,金属氮碳（M-N-C）材料因特殊的电子结构及富含MNx活性基团使其备受青睐。虽然CoPc基催化剂用于电催化CO2RR已取得了较大进展,然而目前该体系中仍存在一系列问题:如CoPc在常用溶剂中过低的溶解度、载体过于局限、载体对CoPc活性中心的影响以及电催化机理尚不明确等,亟须解决。基于以上问题,本论文主要围绕一步步掺杂N、M（M=Co、Ni、Fe）后制备的碳材料作为基底,通过探究CoPc在常用溶剂N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中的溶解度寻找一种高分散锚定体系将其锚定在碳基底上,合成了一系列CoPc基纳米材料应用于电催化CO2RR。最后以拉曼光谱加以DFT理论计算提出可能的性能影响因素,为进一步开发和设计高性能的CoPc基电催化剂提供一定的实验思路及理论基础。本论文主要研究内容及结果如下:1.在前期探索中,发现CoPc在常用溶剂DMF中的溶解度有限,采用常规实验无法获得真正意义上的单位点催化剂。为寻找一种高分散乃至分子形式的锚定体系,探究不同超声时间下CoPc在DMF中的溶解度,选取上清液作为锚定溶液。另以廉价易得的乙炔炭黑（C）为碳源,制备了CoPc/C催化剂。通过粉末X-射线衍射图谱、红外光谱、透射电子显微镜、XPS等对CoPc/C进行表征,证实了Co位点锚定C载体材料的成功制备。对比不同上清液用量制备的一系列CoPc/C催化剂的电化学测试结果,当上清液用量为30m L,10 mg C时,催化剂表现出最大的电化学活性,优于同等实验条件下悬浮液制备的催化剂,表现为具有190 m V的低过电位,-0.7 V vs RHE时,CO的法拉第效率(FECO)达到99.8%,且在-0.6 V～-1 V vs RHE的宽电势内,FE均大于90%并具有良好的稳定性。2.为了探究N掺杂后对催化性能的影响,通过三种不同的实验方法制备了N-C,并在CoPc上清液中作用制备电极材料。电化学实验结果表明,并不是在N掺杂后均会明显提高催化剂的电催化性能。其中,以P123等原料高温氮化制备N-C并以此作为碳源锚定CoPc制备的CoPc/N-CP123催化剂相比于单物质而言,具有更优的CO2电催化性能。主要表现为在0.1 M KHCO3溶液中过电位仅为190 m V,且具有更大的活性表面积。3.为了研究进一步引入金属M（M=Fe、Co、Ni）后对催化性能的影响,首先通过P123法采用不同的醋酸盐（醋酸钴、镍、铁）分别制备了纳米管状Co-N-CP123、Ni-N-CP123、Fe-N-CP123,而后锚定CoPc制备CoPc/M-N-CP123。电化学CO2RR结果表明,以各催化评价参数作为标准,掺杂不同金属后催化性能从大到小依次为CoPc/Fe-N-CP123＞CoPc/Ni-N-C P123＞CoPc/Co-N-C P123。即相比而言,Fe-N-C具有更优异的催化性能,在相同电位下,电流密度更大,FECO更高。因此,另外采取了旋蒸法制备菜花纳米管形貌的Fe-N-C用于制备CoPc/Fe-N-C作为对比。最后按照目前文献中报道的性质最佳的AM-CoPc/Fe-N-C实验方法,按照本论文锚定体系制备了CoPc/Fe-N-CAM。电化学LSV测试表明,后者属实优于悬浮液制备的复合催化剂,也证明了锚定体系的可行性。4.以前几章实验工作为基础,选取CoPc/C为研究对象,以拉曼光谱表征手段为出发点加以DFT理论计算,提出了C载体上的缺陷是影响电催化CO2还原的主要因素并进行材料实例分析指出具体缺陷的可能影响。
其他文献
在经济增速由高速转为中高速的时代背景下,建立政治关联成为企业逃避竞争、获取额外收益的高效选择,这一选择势必干扰市场竞争环境并对企业高质量发展产生或好或坏的影响。深入研究政治关联对企业高质量发展的总体影响及其机制,有助于理解目前国内企业发展中存在的问题,推动市场机制的进一步完善。基于上述背景,本文以2009至2018年443家企业面板数据为基础,检验了政治关联与全要素生产率的联系。首先,本文将政治关
随着脑科学等相关研究的深入,0-3岁早期教养活动价值被普遍认知,早期教养人员是保障早期教养活动高质量开展的重要因素,因此规范0-3岁早期教养人员从业资格成为当今时代的必然要求。英、澳作为当今世界早期教养活动发展较早、水平较高的国家,已然建构起较为健全的早期教养人员从业资格体系。通过分析两国早期教养人员从业资格相关内容,能够为我国建构符合本国国情的从业资格体系提供有益经验。本研究主要采用文献研究法以
目的 针对医院Ⅰ类切口围手术期的抗菌药物使用情况进行分析，汇总相关干预措施。方法 选择2022年1～9月接受Ⅰ类切口手术患者的出院病历共983份，分析患者的一般资料、手术类型、抗菌药物类型以及可能存在的不合理使用情形。结果 抗菌药物的预防使用率为30.5%,其中以骨折复位内固定术的比例最高；大部分为单独用药，头孢呋辛和头孢西丁的DUI值＞1,存在不合理使用现象；在300份预防使用抗菌药物的病历中，
九一八事变后，由于对国民党背叛联合战线导致大革命失败的惨痛教训记忆犹新以及“左”倾路线一度占据主导地位，中共以“反日”主张与国民党的“抗日”主张针锋相对。在共产国际的指导下，中共从下层统一战线的阶级路线起始，由反日与反蒋并重实际上以反蒋为先决条件，逐渐转向反帝统一战线的民族路线。经过长征胜利抵达陕北的中共中央确认中日矛盾上升到主要地位，很快依据共产国际七大决议实行“反日民族统一战线”,虽然一度受七
目的 通过对三明市第二医院骨科Ⅰ类切口手术成年患者围手术期预防用药情况进行调查，为围手术期抗菌药物合理使用提供数据资料。方法 通过医院电子病历系统及PASS合理用药管理软件抽取三明市第二医院骨科一区、骨科二区、骨科三区2023年5月出院患者中施行Ⅰ类切口手术的成年患者共计197例，对围手术期抗菌药物使用指征、品种选择、给药时机及预防疗程进行合理用药点评。结果 197例骨科Ⅰ类切口手术中，预防性使用
中国古代方志向来是史学史研究中的关注焦点之一,本论文在前人研究的基础上,试图将方志理解为以空间呈现为目的的历史写作,并以北宋的《长安志》与南宋的《雍录》对比,以探索处于不同时空的方志作者对同一空间的呈现有何种差异。本论文力图突破“经典导读”式的方志研究模式,而是将被书写的地方还原到作者所处时代的语境之中,从该地方的现实处境、时人的认识角度、知识需求、书写维度以及作者出身差异几方面综合考察,以探索何
超级电容器（Supercapacitors,SCs）是一种环保高效的储能器件,由于其具有快速充放电和循环寿命长等特点而在电力系统中应用广泛。因此如何设计和制备高性能的SCs电极材料就成为了人们关注的焦点。金属有机硫配位聚合物（Metal-Organosulfide Coordination Polymers,MOSCP）因其结构中具有硫原子而能与金属离子产生强烈的p-d轨道耦合作用,从而增加材料的
目的：探讨Ⅱ类切口手术患者围术期预防性使用抗菌药物的合理性，为合理用药提供参考。方法：选取2021年6月—2022年6月于武宁县人民医院收治的215例行Ⅱ类切口手术且预防性使用抗菌药物的患者作为研究对象，收集并统计抗菌药物使用相关信息，包括给药时机、给药疗程、药品名称等，并制定Ⅱ类切口手术抗菌药物合理使用评判标准。结果：215例Ⅱ类切口手术中用药时机合理188例（占87.44%）、用药时机不合理2
江苏要从制造业大省迈向制造业强省,不仅要做大做强省内市场,更要努力提升江苏制造的国际影响力,让江苏制造企业走出去。因此,在推动制造业转型升级的同时,也要做好制造业的出口保障工作。提升城市的贸易便利化程度是经济全球化和扩大对外开放的必然要求,贸易便利化对制造业出口的影响也是学界和业界关心的热点问题。论文基于自由贸易理论、交易成本理论,论述了贸易便利化程度的提升有助于企业出口。为了验证地级市的贸易便利