1. 本选题研究的目的及意义
随着工业化的快速发展和全球能源需求的不断增长,大气中二氧化碳(CO2)的浓度逐年升高,导致了一系列环境问题,例如全球变暖、海平面上升等。
为了缓解CO2排放带来的环境压力,将其转化为高附加值的化学燃料和化工原料成为了一种具有重要意义的策略。
其中,电催化CO2还原技术由于其可在常温常压下进行、效率高、环境友好等优点,被认为是实现CO2资源化利用的有效途径之一。
2. 本选题国内外研究状况综述
电催化还原CO2技术的研究近年来发展迅速,其中ABO3型钙钛矿材料因其独特的结构和性质在该领域受到了广泛关注。
1. 国内研究现状
国内学者在ABO3型钙钛矿材料电催化CO2还原方面取得了一系列重要进展。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本选题将采用多种实验手段制备ABO3型钙钛矿材料,并对其进行系统的物理化学表征,包括X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等。
通过电化学测试方法,如循环伏安法(CV)、线性扫描伏安法(LSV)、电化学阻抗谱(EIS)等,研究ABO3型钙钛矿材料的电催化CO2还原性能,包括催化活性、产物选择性和稳定性等。
结合理论计算,深入探究ABO3型钙钛矿材料电催化CO2还原的反应机理,揭示催化活性位点和反应路径。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用以下方法与步骤:1.材料制备:采用溶胶-凝胶法、水热法等方法合成不同A位、B位元素取代的ABO3型钙钛矿材料。
通过控制反应条件,如反应温度、时间、pH值等,调控材料的形貌、尺寸和晶体结构。
2.材料表征:利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等技术对制备的ABO3型钙钛矿材料进行表征,分析其物相组成、形貌、尺寸、元素价态等信息。
5. 研究的创新点
1.采用新型合成方法制备ABO3型钙钛矿材料,并对其进行形貌和尺寸调控,以期获得具有更高电催化CO2还原活性的材料。
2.通过A位/B位元素掺杂以及构建复合材料等策略,优化ABO3型钙钛矿材料的电子结构和表面性质,提高其电催化CO2还原的选择性和稳定性。
3.结合实验结果和理论计算,深入探究ABO3型钙钛矿材料电催化CO2还原的反应机理,为设计合成更高效的电催化剂提供理论指导。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
[1] 周莹,张静,王蕾,等.钙钛矿氧化物在电催化还原CO2制备化学品和燃料中的应用[J].无机化学学报,2021,37(1):1-18.
[2] 黄清泉,张亚静,潘伦.ABO3型钙钛矿催化剂在光热催化CO2还原反应中的研究进展[J].材料导报,2021,35(19):17610-17621.
[3] 王丹,李俊,张久俊.钙钛矿型氧化物在光催化还原CO2反应中的应用[J].催化学报,2015,36(1):1-16.
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