中国化学会第32届学术年会
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电催化绿色化学升级小分子至高价值产物
付先彪 康毅进*

分会

第三十三分会:基础电化学

摘要

目前分布式能源和基础化工品的生产严重依赖化石资源,化石资源的逐渐枯竭给它们带来了严峻的挑战。氢能是最有可能代替化石资源作为分布式能源[1],但是未来生产基础化工品的原料从何而来。电催化为这一问题的解决带来了曙光,电催化将二氧化碳(CO2)化学升级为高价值的多碳产物(C2+)是一种生产基础化工品的途径,目前只有铜基催化剂可将CO2/CO转化为C2+产物,但是C2+产物的选择性和活性仍远远达不到工业化的要求,主要的瓶颈是铜基催化剂的选择性和活性差,后续的分离成本大。一氧化碳被认为是C2+产物的中间体,因此我们提出了“串联催化”的策略,第一步将CO2高选择性地转化为CO,第二步是以CO2衍生的CO作为原料进行碳-碳偶联来生产C2+产物,大大提高了C2+产物的选择性和产率。我们用化学溶液法合成了二维铜纳米片(如图1a),该纳米片选择性暴露(111)晶面,在CO电还原中实现了48%的乙酸选择性(如图1b),乙酸的分电流密度可达131 mA cm-2,C2+产物的选择性接近70%[2]. 为了可持续生产基础化工品氨,我们提出了“硝酸路径氮还原合成氨”策略,以硝酸或亚硝酸盐为原料电催化制氨,这是一种电化学合成氨的新途径,产氨选择性接近100%[3]。

关键词

电催化;基础化工品;二氧化化碳转化;电化学制氨;铜纳米片

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付先彪 丹麦技术大学 共1人点赞了这篇线上墙报。