1. 研究目的与意义
人们对能源的需求随着人类社会和经济的发展而迅速增加。然而大规模利用化石能源导致了大量的二氧化碳排放，给地球造成了严重的温室效应，进而给环境带来了一系列问题。寻找如太阳能、风能、氢能等可再生能源来替代传统能源显得尤为迫切。然而这些可再生能源主要是以电能的形式得到利用，存在存储运输成本及损耗问题，而二氧化碳还原反应能够得到高附加值的能源和化学品，便于存储运输及使用，具有广阔的应用前景。人工还原二氧化碳的方法有几种，包括了光催化还原二氧化碳、光电催化还原二氧化碳、化学转化二氧化碳及电化学还原二氧化碳等。其中，由于电化学还原二氧化碳(ECR-CO2)具有较高的能量效率和较为温和的反应条件，是当前还原二氧化碳最有前景的策略之一。然而由于线性二氧化碳分子超高的热力学稳定性，将二氧化碳分子活化为二氧化碳自由基阴离子(CO2#8226;#8722;)需要很大的能量(ESHE = #8722;1.90 V)。与此同时，析氢反应(ESHE = #8722;0.42 V)的能量则要小得多，因此整个反应过程都伴随着析氢反应(HER)，导致产物选择性较低，因此寻找和开发高性能的电催化剂是解决这些问题的关键。
随着全球工业化的发展，煤、石油、天然气等化石能源的消耗日益增加，大量CO2排放到环境中引起全球的气候变化，导致海平面上升，极端天气灾害频发，生物多样性遭到破坏。其中将CO2电催化转化为甲烷(CH4)、甲醇(CH3OH）和乙醇(CH3CH2OH)等有机燃料分子，不仅可以储存可再生能源，而且可以回收利用CO2，实现二氧化碳转化与利用。过渡金属离子(Cu2 、Co2 、Ni2 、Zn2 等)与碳氮原子的配位，可以调控电催化剂对反应中间体的吸附能力。通过研究C/N比等对电催化还原CO2过电位的影响，研究结构与电催化还原CO2产品种类和选择性以及转化效率等之间的联系，探讨控制电催化反应路径和电催化反应速率的关键因素。
然而电化学还原CO2技术依然面临着诸多挑战，其中电催化剂的性能优化是研究的重中之重。在众多的催化剂中，金属铜的价格低廉、绿色环保且具备独特的催化特性使其成为了一种有研究价值的非贵金属催化剂，在电催化还原CO2领域备受关注。同时，大量的研究结果表明，良好的CO2还原电催化剂应当具备高的导电率、大的比表面积，同时需要更多暴露的活性位点。多孔碳材料具备高的比表面积，良好的化学稳定性和导电性是理想的电催化剂载体。因此，通过Cu催化剂与多孔碳材料的复合，以增强催化剂对CO2的吸附能力和导电性，从而实现电化学还原性能的提高。
2. 研究内容和预期目标
CuC/N电催化还原二氧化碳是一种负碳技术，它可以将二氧化碳电化学转化为高附加值燃料和化学品，是提升新能源消纳水平和实现碳循环利用的有效途径.
该技术的研究内容包括催化剂的设计和制备、反应机理的研究、反应条件的优化等
该技术的研究目标是提高二氧化碳的还原效率和选择性，同时降低催化剂的成本和提高催化剂的稳定性.3. 研究的方法与步骤
催化剂的制备
通过对碳基底进行过渡金属的附着和结构氮的附着，从而影响CO2RR的产品选择性及效率
CO2RR还原测试
4. 参考文献
1. F. Wang, D. Banerjee, Y. S. Liu, X. Y. Chen and X. G.Liu, Analyst, 135, 1839 (2010).
2. B. B. Zhang, L. Wang, Y. J. Zhang, Y. Ding and Y. P.Bi, Angew. Chem. Int. Ed., 57, 2248 (2018).
3. C. Burda, X. B. Chen, R. Narayanan and M. A. El[1]Sayed, Chem. Rev., 105, 1025 (2005).
5. 计划与进度安排
1、2024.03.01～2024.03.14：查阅文献，了解课题背景，初步设计实验，完成开题报告。
2、2024.03.15～2024.04.14：开展初步实验。
3、2024.04.15～2024.05.14：探索不同制备方法对影片性能制备的影响。
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