《過渡金屬配合物電催化氫化CO2制甲醇的研究》是依託華東師範大學，由陸嘉星擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：過渡金屬配合物電催化氫化CO2制甲醇的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陸嘉星
- 依託單位：華東師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
甲醇（CH3OH）是最簡單、最安全、最容易儲存和運輸的液體碳氫氧化物。即可以作為能源儲備和燃料，又可以作為化學原料。CO2是最主要的溫室氣體，對全球大氣環境造成了嚴重的破壞，若能直接利用CO2來生產甲醇具有非常重要的實際意邀船肯義。本項目擬在溫和條件下，以金屬配合物為催化劑電還原CO2製備甲醇，從而削弱析氫競爭反應、並減少其他還原產物的生成，使整個過程更加綠色、低碳、高效、專一。藉助於對電催化行為、催化反應的研究，分析催化劑組成結構與催化性能的內在聯繫；考察反應條件對目標催化反應的影響，結合量化計算和循環伏安模擬，汗酷拳推測催化反應機理、掌握催化過程本質，從而為設計製備更為高效的催化劑、反應體系提供理論基礎。
結題摘要
CO2是最主要的溫室氣體，對全球大氣環境造成了嚴重的破壞，若能直接利用CO2來生產即可作為能源儲備和燃料、又可作為化工原料的甲醇、乙醇之類的液體碳氫氧化合物具有非辯贈希請常重要的實際意義。本項目擬在溫和條件下，設計製備合成的催化劑材料，電還原CO2製備醇類化合物。一方面，利用高溫氧化法講艱擔墓、電沉積法、電位階躍法和水熱法等製備了各類氧化銅電極材料，並將其套用於CO2的電催化還原反應中，主要得到了乙醇和丙醇等醇類產物。詳細考察了各種反應條件對電催化乃坑反應的影響悼請慨。在球形納米結構的CuO上，乙醇的電流效率最高可至34%；而在氣體擴散電極裝置中，15 nm粒徑的CuO材料上，乙醇和丙醇的總電流效率可達50%。另一方面，設計製備了PYD@Pd、PYD@Cu-Pd及PYD@Cu-Pt等幾種有機金屬摻雜的納米材料，運用XRD、SEM、EDX、TEM、FTIR、BET、UV-Vis等技術對其顆粒的結構、形貌、組成等進行了表征，證明PYD被成功地誘捕於金屬內。並將其套用於電催化還原CO2體系中，表現出了優異的電催化性能：-0.6 V處可以得到大量的甲醇；而在-1.2 V處可以選擇性地得到乙醇。而且此類材料具有很好的穩定性，可以長時間重複使用。通過本項目的研究，針對電催化還原CO2製備醇類化合物，成功設計製備了多種局棄協納米催化材料，尤其是高效、穩定的有機金屬摻雜納米材料，為CO2的綠色高效利用提供提供了新的思路；考察了製備條件與電催化性能的相關性，為新型高效電催化材料的設計製備奠定了理論基礎。
