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二氧化碳论文：电催化甲酸电沉积多孔铅氢气泡模板 【提示】本文仅提供摘要、关键词、篇名、目录等题录内容。为中国学术资源库知识代理，不涉版权。作者如有疑义，请联系版权单位或学校。 【摘要】近年来，具有纳米尺寸三维立体结构的多孔金属材料受到了广泛的关注。利用阴极析出的氢气泡作为模板电沉积三维多孔电极不仅成本低廉，易于操作，而且省去了除去模板剂的步骤。这种具有特殊的孔结构的金属非常适合应用于快速的电化学反应中。本文对多孔铅电极制备及其对CO2的电还原性能进行了研究。采用氢气泡模板法，在Cu基板上电沉积制备了多孔铅薄膜，并对其进行了SEM、EDS、TEM、XRD等表征，结果表明多孔铅薄膜具有相互贯通的三维多孔结构，孔径由基底向外逐渐增大，该孔壁由树枝状晶枝沿各个方向堆积而成。考察了不同电解液的组成，沉积电流密度及沉积时间等条件对多孔铅形貌结构的影响，确定了适宜的制备条件：当电沉积电解液的组成为0.01mol·L-1柠檬酸钠，0.6mol·L-1高氯酸，0.01mol·L-1高氯酸铅，沉积时间为20s，沉积电流密度为-6A·cm-2时，得到的多孔铅形貌规整。以制备的多孔铅电极为阴极，对CO2的电还原制甲酸的过程进行了研究，通过考察电解液组成、反应温度、反应时间和还原电位等因素的影响，确定了适宜的反应条件：在5℃下，0.5mol·L-1KHCO3中施加电位为-1.7V时生成甲酸的电流效率最高可达96.8%。然而甲酸电流效率随着反应时间的推移逐渐降低，在电还原1h后下降至41.3%。对反应前后的多孔铅电极进行SEM、XRD等表征，结果表明，甲酸电流效率的下降与反应过程中电极表面形貌及组成的变化密切相关。 【关键词】二氧化碳；电催化；甲酸；电沉积；多孔铅；氢气泡模板； 【篇名】电沉积制备多孔铅电极及其对CO_2的电还原性能研究 【目录】电沉积制备多孔铅电极及其对CO_2的电还原性能研究 摘要 3-4 ABSTRACT 4 前言 8-9 第一章 文献综述 9-28 1.1 课题背景 9-10 1.2 CO_2的利用现状 10-13 1.2.1 生物转化 11-12 1.2.2 CO_2重整 12 1.2.3 光催化 12-13 1.2.4 电还原 13 1.3 CO_2电还原原理 13-18 1.4 CO_2电还原的影响因素 18-22 1.4.1 电解液的影响 18-20 1.4.2 pH 的影响 20 1.4.3 反应压力的影响 20-21 1.4.4 反应温度的影响 21 1.4.5 电极电位和电流密度的影响 21-22 1.5 不同电极上 CO_2的还原 22-24 1.5.1 金属电极上 CO_2的还原 22-23 1.5.2 修饰电极上 CO_2的还原 23-24 1.5.3 气体扩散电极上 CO_2的还原 24 1.6 多孔电极的制备方法 24-26 1.7 本文的研究内容 26-28 第二章 实验方法 28-34 2.1 仪器与设备 28 2.2 化学试剂 28-29 2.3 多孔铅的表征方法 29-30 2.3.1 场发射扫描电镜（SEM） 29 2.3.2 能量色散光谱（EDS） 29-30 2.3.3 场发射透射电镜（TEM） 30 2.3.4 X 射线粉末衍射（XRD） 30 2.3.5 电感耦合等离子体发射光谱 ICP 30 2.3.6 X 射线光电子能谱（XPS） 30 2.4 电化学测试方法 30-31 2.4.1 极化曲线法 30-31 2.4.2 恒电位电解法 31 2.5 实验方法 31-34 2.5.1 电沉积制备多孔铅电极 31-32 2.5.2 二氧化碳电还原的过程 32-33 2.5.3 产物分析 33-34 第三章 氢气泡模板法制备多孔铅薄膜 34-58 3.1 沉积液的组成对多孔铅形貌和电还原二氧化碳性能的影响 34-46 3.1.1 沉积液酸浓度的影响 34-40 3.1.2 沉积液铅离子浓度的影响 40-44 3.1.3 沉积液中柠檬酸钠对多孔铅的影响 44-46 3.2 电沉积操作参数对沉积多孔铅形貌和电还原二氧化碳性能的影响 46-54 3.2.1 沉积时间的影响 46-50 3.2.2 沉积电流密度的影响 50-54 3.3 多孔铅的结构和形貌表征 54-56 3.3.1 XRD 和 EDS 54-55 3.3.2 TEM 55-56 3.4 本章小结 56-58 第四章 多孔铅电极上 CO_2电还原制甲酸的研究 58-67 4.1 电还原条件对生成的甲酸电流效率的影响 58-61 4.1.1 KHCO3浓度的影响 58-59 4.1.2 反应温度和电位的影响 59-61 4.1.3 反应时间的影响 61 4.2 电极退化研究 61-66 4.2.1 SEM 61-64 4.2.2 XR