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Cu基催化剂电化学还原CO2合成乙醇的研究进展

Research progress of electrochemical reduction of CO2 to produce ethanol over Cu-based catalysts

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用电化学还原法将二氧化碳(CO2)转化为高能量密度的多碳化学品最近成为一个研究热点,在所有的电化学还原二氧化碳(ERCO2)催化材料中,Cu基材料因为对中间体CO良好的吸附性能表现出较高的C2产物选择性.为此首先介绍了ERCO2反应机理以及常见的反应器类型;再总结了5种代表性的Cu基催化剂(单金属、氧化物衍生、金属有机框架、合金和非金属修饰)及其在ERCO2选择性合成乙醇方面的最新进展;并阐述了Cu基高活性催化剂的设计策略,如缺陷工程、形貌控制、晶面工程以及他们之间的协同效应等;最后展望了高效ERCO2催化剂制备乙醇所面临的挑战和今后的发展方向.
Electrochemical reduction of carbon dioxide(ERCO2)to produce polycarbonate compounds with high energy density has become a hot research topic recently.Among the catalysts for ERCO2,Cu-based materials exhibited high selectivity for C2 compounds such as ethanol due to their strong adsorption to intermediate CO.Herein the mechanism of ERCO2 reaction and common reactor types were introduced first,then the recent progress of the 5 typical Cu-based catalysts,including single-atom catalysts,metal oxides,metal-organic frameworks,alloys and non-metal modified materials,of selective ERCO2 to produce ethanol were summarized.And the strategies to design high efficiency Cu-based catalysts such as defect engineering,morphology control,facet engineering and their synergistic effects were discussed.Finally,the challenges encountered and further development for highly efficient ERCO2 catalysts to produce ethanol were prospected.

CO2electrochemical reductionelectrocatalystelectrode materialalcohol

吕昭锦、赵俊虎、程菲、张嘉文、吕康乐、张甜

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武汉理工大学 化学化工与生命科学学院,武汉 430070

武汉理工大学 资源与环境工程学院,武汉 430070

武汉理工大学 三亚科教创新园,海南三亚 572000

武汉理工大学 艾克斯马赛学院,武汉 430070

中南民族大学 资源与环境学院,武汉 430074

中南民族大学 资源转化与污染控制国家民委重点实验室,武汉 430074

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二氧化碳 电化学还原 电催化剂 电极材料 乙醇

国家中组部"千人计划"青年资助项目三亚崖州湾科技城博士研究生科研创新基金资助项目

40127002HSPHDSRF-2022-03-020

2024

中南民族大学学报(自然科学版)
中南民族大学

中南民族大学学报(自然科学版)

影响因子:0.536
ISSN:1672-4321
年,卷(期):2024.43(2)
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