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近几十年来,CO2电还原是人们比较关注的研究课题,其在缓解温室效应和缓解能源危机等方面都具有非常重要的意义。在金属电极材料方面,研究者们做了广泛的尝试,发现Au,Ag和Zn等电极上的产物主要是CO；在Pb,Hg,In, Cd,Sn上则为HCOOH;在Ni,Fe,Pt主要生成H2；而在Cu上主要合成碳氢化合物,在Cu上还可以合成醇类物质。众所周知,甲醇经济和乙醇燃料概念的提出使人们对此更为关注。然而铜具有稳定性差,选择性低等缺点。因此提高催化剂的选择性和稳定性具有非常重要的意义。由氧化铜在线制备铜具有独特的优点。因此本文围绕氧化铜纳米材料对二氧化碳电还原催化进行研究。(1)氧化铜修饰电极的制备及应用利用简单的水热合成的方法合成了不同形貌的氧化铜催化剂,并将其负载于碳纸,以此作为工作电极。并采用XRD,FE-SEM,BET等方法对催化剂进行表征。常温常压下,在H-type型电解池中进行反应,采用恒电位电解,在水溶液体系中实现CO2电还原,液相产物为乙醇和正丙醇,并且对乙醇具有较高选择性。(2)气体扩散电极的制备及应用气体扩散电极是一种特制的具有多孔结构的电极,由于大量气体通过孔道可以到达电极内部,且催化剂能与电极外面的电解质溶液相连通,这样的电极有利于形成三相(固、液、气)共存。在此,我们首先采用具有3D纳米结构的氧化铜为催化剂,使用新型电解池初步探索气体扩散电极对电还原C02的影响.并与普通电极对比,发现气体扩散电极有利于较长链化合物的形成。接着,我们利用纳米材料的尺寸效应来尝试通过改变催化剂的颗粒大小控制C02电还原的选择性。并且考察了电极微结构和电解参数对电还原C02的影响。实验结果表明不同纳米尺寸氧化铜负载的电极催化还原CO2的效果不同。随着催化剂纳米尺寸的减小,催化剂的催化性能增强,当纳米颗粒小到10nm以下时催化性能会有所减弱。当使用15nm氧化铜颗粒负载的气体扩散电极为工作电极,以0.2 M KI为支持盐溶液,电流密度为15mA/cm2,反应通电量为100 C时,醇类电流效率达到最高。最高总电流效率为50.4%,其中乙醇为22.1%,正丙醇为28.3%。