Cu-Pd金屬納米粒子的制備及其在電還原二氧化碳中的應用

李鵬程

（溫州大學化學與材料工程學院，浙江 溫州 325000）

據國家統計局統計，2018年中國能源消費總量達464000萬t標準煤，其中85.70%來源于化石燃料資源（煤炭、石油和天然氣）。國際能源署（IEA）發布的《2019世界能源展望》中指出[1]，太陽能、風能、存儲和數字技術正在改變電力行業，由化石燃料燃燒的能源正在逐漸被替代[2]；預計到2040年全球新增電量的一半以上由風能和太陽能光伏發出[3-6]；但歷史遺留問題仍然十分嚴峻。本文將碳基納米材料負載金屬納米粒子作為催化劑，來催化電化學還原二氧化碳的反應。銅是唯一的能將CO2轉化為多種烴類和醇類的過渡金屬催化劑，優點是催化活性強、過電位低、法拉第效率高，但也存在著催化種類多的缺點[7-9]。為了彌補銅粒子催化種類多的缺點，本文引入了另一種金屬粒子鈀，以抑制催化產物的種類。與其他金屬催化劑相比，鈀顯示出對CO2RR更高的活性以及對CO和甲酸鹽的生成更高的選擇性，可使其生成的產物種類基本保持在CO及甲酸鹽之間[10-14]。

1 實驗部分

1.1 實驗藥品

氯銥酸鈉六水合物(AR)，氫氧化鈉(97%)，Nafion 117溶液(AR)，四正辛基溴化銨(AR)，二氯甲烷(AR)，水合肼 (AR)，檸檬酸 (AR)，三聚氰胺 (AR)，硝酸鎂(AR)，氯化銅(AR)，無水乙醇(AR)，乙二醇(AR)，氨水(AR)，四氯鈀酸鈉(AR)。

1.2 實驗儀器

掃描電子顯微鏡(SEM)，粉末X射線衍射儀(XRD)，電子天平，離心機，真空管式爐，電化學工作站，移液槍，GC2014氣相色譜分析儀，核磁共振波譜分析儀。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品預處理

取8.4092g硝酸鎂、5.1260g檸檬酸、20mL超純水于烘箱中，120℃下反應12h。

1.3.2 氮摻雜的介孔碳材料的制備

稱取……