李乐:纳米结构铋基材料的可控合成及其电催化还原二氧化碳性能研究论文

李乐:纳米结构铋基材料的可控合成及其电催化还原二氧化碳性能研究论文

本文主要研究内容

作者李乐(2019)在《纳米结构铋基材料的可控合成及其电催化还原二氧化碳性能研究》一文中研究指出:电催化还原二氧化碳既可以降低二氧化碳的浓度,又能生成CO,CH4等含碳燃料及HCOOH等化学品,是一种能同时解决环境与能源问题的有效手段。但目前的二氧化碳电催化剂存在反应活性低、稳定性及选择性不好等问题。因此,如何构筑高活性的电催化材料仍是一个难题,而通过对电催化剂的设计和优化可以实现高的催化活性及对产物的单一选择性。铋基材料是一种绿色无毒、价格低廉的金属,目前研究表明它能有效电催化还原二氧化碳为甲酸或一氧化碳,但这种材料仍然存在过电位大,活性低及稳定性不好等问题。基于此,本论文围绕铋基纳米材料的设计和性能优化展开了研究,通过双金属材料复合及晶界工程策略来提高电催化剂的性能。论文主要工作如下:(1)采用电化学沉积的方法在碳布上合成BiOI纳米片阵列,通过循环伏安法将其还原为Bi纳米片阵列,进而在其表面电沉积少量的Cu纳米线,形成Bi纳米片-Cu纳米线复合电催化剂。所合成的复合材料在0.5 M KHCO3电解液中进行电化学还原二氧化碳性能测试,其电流密度及产甲酸的法拉第效率优于不负载Cu的Bi纳米片阵列和Cu纳米颗粒电极。研究结果表明通过双金属协同效应,能够有效的提高Bi基材料电催化还原二氧化碳为甲酸的活性和选择性,为设计新的高效电催化还原二氧化碳的电催化剂提供了新方法。(2)采用溶剂热法,合成氧化铋纳米花球。进一步通过可控的化学还原路线制备了具有丰富晶界的Bi纳米颗粒/Bi2O3纳米片电催化剂。电催化还原二氧化碳性能测试表明,与通过电化学还原Bi2O3纳米片得到的Bi纳米片/Bi2O3纳米片相比,Bi纳米颗粒/Bi2O3纳米片在宽的电势范围内显示出更高的分电流密度和更高的产甲酸法拉第效率。此外,它们可以实现24.4 mA cm-2的分电流密度,在宽的电位范围内获得高于90%的FE甲酸,并且稳定性超过了24 h,这比报道的其他具有丰富晶界的电催化剂和其他铋基电催化剂更优越。晶界工程策略为获得高效电催化还原二氧化碳的铋基电催化剂提供了新思路。

Abstract

dian cui hua hai yuan er yang hua tan ji ke yi jiang di er yang hua tan de nong du ,you neng sheng cheng CO,CH4deng han tan ran liao ji HCOOHdeng hua xue pin ,shi yi chong neng tong shi jie jue huan jing yu neng yuan wen ti de you xiao shou duan 。dan mu qian de er yang hua tan dian cui hua ji cun zai fan ying huo xing di 、wen ding xing ji shua ze xing bu hao deng wen ti 。yin ci ,ru he gou zhu gao huo xing de dian cui hua cai liao reng shi yi ge nan ti ,er tong guo dui dian cui hua ji de she ji he you hua ke yi shi xian gao de cui hua huo xing ji dui chan wu de chan yi shua ze xing 。bi ji cai liao shi yi chong lu se mo du 、jia ge di lian de jin shu ,mu qian yan jiu biao ming ta neng you xiao dian cui hua hai yuan er yang hua tan wei jia suan huo yi yang hua tan ,dan zhe chong cai liao reng ran cun zai guo dian wei da ,huo xing di ji wen ding xing bu hao deng wen ti 。ji yu ci ,ben lun wen wei rao bi ji na mi cai liao de she ji he xing neng you hua zhan kai le yan jiu ,tong guo shuang jin shu cai liao fu ge ji jing jie gong cheng ce lve lai di gao dian cui hua ji de xing neng 。lun wen zhu yao gong zuo ru xia :(1)cai yong dian hua xue chen ji de fang fa zai tan bu shang ge cheng BiOIna mi pian zhen lie ,tong guo xun huan fu an fa jiang ji hai yuan wei Bina mi pian zhen lie ,jin er zai ji biao mian dian chen ji shao liang de Cuna mi xian ,xing cheng Bina mi pian -Cuna mi xian fu ge dian cui hua ji 。suo ge cheng de fu ge cai liao zai 0.5 M KHCO3dian jie ye zhong jin hang dian hua xue hai yuan er yang hua tan xing neng ce shi ,ji dian liu mi du ji chan jia suan de fa la di xiao lv you yu bu fu zai Cude Bina mi pian zhen lie he Cuna mi ke li dian ji 。yan jiu jie guo biao ming tong guo shuang jin shu xie tong xiao ying ,neng gou you xiao de di gao Biji cai liao dian cui hua hai yuan er yang hua tan wei jia suan de huo xing he shua ze xing ,wei she ji xin de gao xiao dian cui hua hai yuan er yang hua tan de dian cui hua ji di gong le xin fang fa 。(2)cai yong rong ji re fa ,ge cheng yang hua bi na mi hua qiu 。jin yi bu tong guo ke kong de hua xue hai yuan lu xian zhi bei le ju you feng fu jing jie de Bina mi ke li /Bi2O3na mi pian dian cui hua ji 。dian cui hua hai yuan er yang hua tan xing neng ce shi biao ming ,yu tong guo dian hua xue hai yuan Bi2O3na mi pian de dao de Bina mi pian /Bi2O3na mi pian xiang bi ,Bina mi ke li /Bi2O3na mi pian zai kuan de dian shi fan wei nei xian shi chu geng gao de fen dian liu mi du he geng gao de chan jia suan fa la di xiao lv 。ci wai ,ta men ke yi shi xian 24.4 mA cm-2de fen dian liu mi du ,zai kuan de dian wei fan wei nei huo de gao yu 90%de FEjia suan ,bing ju wen ding xing chao guo le 24 h,zhe bi bao dao de ji ta ju you feng fu jing jie de dian cui hua ji he ji ta bi ji dian cui hua ji geng you yue 。jing jie gong cheng ce lve wei huo de gao xiao dian cui hua hai yuan er yang hua tan de bi ji dian cui hua ji di gong le xin sai lu 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自温州大学的李乐,发表于刊物温州大学2019-10-18论文,是一篇关于纳米结构论文,铋基材料论文,液相合成论文,双金属协同论文,晶界工程论文,电催化还原二氧化碳论文,温州大学2019-10-18论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自温州大学2019-10-18论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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