建筑廢棄物木屑材料制備多孔碳材料

謝 竺

(烏魯木齊職業(yè)大學應用工程學院，烏魯木齊 830000)

0 引 言

自工業(yè)革命以來，大量化石燃料的燃燒導致大氣中CO2濃度急劇增加，引發(fā)了嚴重的溫室效應，對人類社會的可持續(xù)發(fā)展造成威脅。如何有效降低大氣中CO2的濃度并將其開發(fā)利用引起了各國研究者的普遍關注[1]。電化學還原CO2是一種新型的溫和且高效的CO2利用方式，該反應運用可再生的電能將CO2轉化為一氧化碳(CO)、甲酸(HCOOH)、乙烯(C2H4)、乙醇(C2H5OH)等化學品或燃料，在降低CO2濃度的同時，實現(xiàn)了CO2的資源化利用[2-3]。然而現(xiàn)階段的CO2電化學還原仍存在一些問題亟待解決：一方面是水性電解液體系中存在電解水析氫的競爭反應，導致用于CO2還原的能量被消耗，降低還原效率；另一方面是CO2電化學還原的產(chǎn)物較多，選擇性差，后續(xù)分離困難。因此，尋找合適的催化劑，提高CO2還原的選擇性和抑制析氫反應是實現(xiàn)CO2高效還原的關鍵。在過去幾十年中，研究者們已開發(fā)出各種各樣的催化劑用于CO2電化學還原，如金屬、金屬氧化物、金屬硫化物等[4]。其中，由貴金屬，如金、銀等為原料制備的催化劑可在較低的過電勢下將CO2高效還原為CO，但這類貴金屬由于價格昂貴，限制了它們的發(fā)展和大規(guī)模應用[4]。非貴金屬中，銅是一類比較特殊的金屬，可以將CO2還原為除一氧化碳和甲酸以外的產(chǎn)品，如甲烷、甲醇、乙醇、乙烯等[5]。但是這一特性也引起了銅做催化劑時產(chǎn)物選擇性差的問題，導致各產(chǎn)物的效率較低，且后續(xù)分離困難。錫可將CO2高選擇性地還原為甲酸，甲酸的法拉第效率(FE)可達90%以上，但是這類催化劑穩(wěn)定性差，極易失活[6]。……