氧还原反应碳基电催化剂研究现状与展望

ptcu电催化剂氧还原厦电催化剂是一种可以促进氧还原反应的催化剂，通过提供更快的反应速率和更高的产物选择性，可以在能源转化和储存领域发挥重要作用。

其中，PTCu电催化剂是一种由铂和铜元素组成的合金催化剂，具有较高的活性和稳定性，广泛应用于氧还原反应中。

PTCu电催化剂主要通过吸附氧分子并将其还原为水来实现氧还原反应。

该催化剂的成功在于铜元素能够增强氧分子的结合能力，而铂元素则可以促进反应过程中的电荷转移。

因此，PTCu电催化剂在氧还原反应中表现出较高的反应活性和选择性。

与传统的铂催化剂相比，PTCu电催化剂具有许多优势。

首先，它具有较高的氧还原反应活性，可以在较低的电压下实现高电流密度的产生。

其次，该催化剂能够减少氧还原反应过程中产生的副反应，提高反应的选择性。

此外，PTCu电催化剂还具有较高的稳定性，可以长期稳定地运行，减少维护和更换催化剂的成本。

PTCu电催化剂在能源转化和储存领域有着广泛的应用前景。

在燃料电池中，它可以作为阳极和阴极催化剂，促进燃料的氧化和氧还原反应。

在超级电容器中，它可以作为电极催化剂，提高能量存储和释放的效率。

此外，PTCu电催化剂还可以应用于光电催化反应和电解水产氢等领域，推动可再生能源的开发和利用。

在研究和开发PTCu电催化剂的过程中，有几个关键问题需要解决。

首先，需进一步优化催化剂合成方法，以提高其活性和稳定性。

其次，需要深入了解催化剂的反应机理和表面结构，从而指导设计更高性能的催化剂。

此外，需要探索新的催化剂构建方法和更好的表征技术，以实现催化剂的高效制备和表征。

总之，PTCu电催化剂是一种具有重要应用前景的催化剂，可以促进氧还原反应的进行。

随着对该催化剂性能和反应机理的进一步研究，我们将能够更好地利用该催化剂在能源转化和储存中发挥作用，实现可持续发展和能源革命的目标。

光催化CO2还原技术及催化剂的研究进展【摘要】光催化CO2还原技术是一种有效的二氧化碳减排方式，具有重要的环境保护和资源利用价值。

本文首先介绍了光催化CO2还原技术的原理，包括光合成和光催化还原机制；然后对光催化CO2还原催化剂进行了分类，并重点介绍了金属催化剂、半导体光催化剂和有机催化剂在该领域的研究进展；最后探讨了光催化CO2还原技术的发展前景和未来的研究方向，强调了其在环境保护和资源利用中的重要性。

通过对光催化CO2还原技术及催化剂的研究进展的系统总结，为进一步推动该领域的发展提供了有益的参考。

【关键词】光催化CO2还原技术，催化剂，金属催化剂，半导体光催化剂，有机催化剂，环境保护，资源利用，发展前景，研究方向.1. 引言1.1 光催化CO2还原技术及催化剂的研究进展光催化CO2还原技术是一种利用光能将二氧化碳转化为有用化合物的绿色化学技术。

随着全球环境问题的日益严峻，CO2的排放已成为一个亟需解决的问题。

而光催化CO2还原技术的出现为减少CO2排放提供了一种新的途径。

目前，光催化CO2还原技术及催化剂的研究进展迅速，各国学者在催化剂的设计和构建、反应机理的解析等方面取得了重要进展。

随着对环境保护和资源利用的重视，光催化CO2还原技术在未来有着广阔的应用前景。

未来的研究可以进一步深化对光催化CO2还原反应机理的解析，设计出更高效的催化剂，推动这一技术在工业化生产中的应用。

光催化CO2还原技术的发展不仅能有效减少CO2排放，还可以为环境保护和资源利用做出积极贡献。

2. 正文2.1 光催化CO2还原技术的原理光催化CO2还原技术的原理是利用光能激发催化剂表面的电荷，将CO2分子还原为有用化合物。

光照射在催化剂表面上时，光子能量激发催化剂中的电子, 使其跃迁至导带, 在此过程中留下空穴在价带。

CO2分子被吸附到催化剂表面后，接触到被激发的电子和空穴，通过电子转移和空穴转移的反应路径，可实现CO2还原为有机物或其他碳基产物。

MOF基单原子催化剂用于CO_(2)还原的研究进展贾宇桐;周阿武;赵琛;张岩;张更新;谢亚勃;李建荣【期刊名称】《北京工业大学学报》【年(卷),期】2024(50)2【摘要】CO_(2)资源化利用是实现“双碳”目标的重要途径之一。

金属有机框架(metal-organic frameworks,MOF)材料具有高孔隙率、可调节的功能、丰富的活性位点和潜在锚定位点等优点;单原子催化剂(single-atom catalysts,SAC)有独特的电子结构和最大化金属利用率的优点。

结合二者的优势,MOF基单原子催化剂在光/电催化CO_(2)还原反应中表现出良好的应用前景。

系统地总结了MOF基单原子催化剂在光/电催化CO_(2)还原中的最新研究进展,主要分为2个部分:纯MOF 固定的SAC和MOF衍生的SAC,分别探讨了各种制备策略和原理及在光/电催化CO_(2)还原中展现的独特优势,并从理化特性上分析了材料性能优势的成因。

最后对以MOF基材料为光/电催化CO_(2)还原催化剂的研究进行了总结和展望。

【总页数】14页(P216-229)【作者】贾宇桐;周阿武;赵琛;张岩;张更新;谢亚勃;李建荣【作者单位】北京工业大学环境与生命学部;北京工业大学材料与制造学部【正文语种】中文【中图分类】X701;TQ03【相关文献】1.用于氧还原反应的碳基负载金属单原子催化剂研究进展2.MOF衍生碳基电催化剂限域催化O_(2)还原和CO_(2)还原反应3.单原子基催化剂用于电化学CO_(2)还原4.金属基载体支撑的单原子催化剂用于光催化还原反应5.镍纳米颗粒调控MOF 基镍-氮碳催化剂高效电催化还原CO_(2)的研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

限域型贵金属氧还原反应电催化剂研究进展胡冶州;王双;申涛;朱叶;王得丽【期刊名称】《储能科学与技术》【年(卷),期】2022(11)4【摘要】开发高效的氧还原反应电催化剂是实现质子交换膜燃料电池规模化应用的关键技术之一。

目前常用的贵金属催化剂成本较高,并且稳定性仍需改善。

物理限域是改善催化剂稳定性的有效策略,在不影响贵金属催化剂催化活性的前提下,物理限域层不仅可以抑制催化剂的烧结,还能够减少催化剂在反应过程中的团聚、脱落以及溶解等问题,从而提升催化剂的寿命。

本文回顾了近年来用于电催化氧还原反应的限域型贵金属催化剂,主要包括导电聚合物限域、非金属氧化物限域、金属氧化物限域以及碳层限域的贵金属催化剂。

根据限域层制备策略不同,重点分析了限域层的孔结构、导电性、致密性、抗腐蚀性与催化剂性能之间的构效关系。

着重介绍了实现碳层限域的三种策略,包括“沉积-转化”、“嵌入-转化”以及“一步热解”。

分析表明,通过构筑具有丰富孔结构、高导电性及合适厚度的限域层能够在保证活性的同时显著提升催化剂稳定性。

最后对全文进行了总结并对当前存在的问题进行了整理,同时对未来限域型催化剂的发展进行了展望。

【总页数】14页(P1264-1277)【关键词】质子交换膜燃料电池;氧还原反应;限域型贵金属催化剂;物理限域层;电催化稳定性【作者】胡冶州;王双;申涛;朱叶;王得丽【作者单位】香港理工大学应用物理系;能量转换与存储材料化学教育部重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TQ028.8【相关文献】1.形貌可控的铂类贵金属氧还原电催化剂研究进展2.碳基非贵金属氧还原电催化剂的活性位结构研究进展3.基于大豆的Fe-N掺杂的介孔碳:一种高效低成本的非贵金属氧还原反应电催化剂4.基于大豆的Fe-N掺杂的介孔碳:一种高效低成本的非贵金属氧还原反应电催化剂5.基于血红素衍生的中空非贵金属催化剂氧还原反应电催化活性因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

碳量子点在电催化应用中的研究进展碳量子点是一种尺寸小于10纳米、由碳原子构成的纳米材料，具有很高的表面积、良好的生物相容性和光学性质。

近年来，人们发现碳量子点在电催化应用中具有广泛的应用前景，如电催化水分解、氧还原反应、CO2还原和传感器等领域，本文将重点介绍碳量子点在这些领域的研究进展。

1. 电催化水分解水是一种广泛存在于自然界中的资源，能够通过电解水分解为氢气和氧气，是一种绿色环保、高效的能源转化方式。

碳量子点具有良好的电化学催化活性，在电催化水分解领域也受到了广泛的关注。

研究表明，碳量子点的电化学催化活性与其结构、尺寸、表面官能团等直接相关。

例如，金属掺杂的碳量子点在电催化水分解中表现出更高的催化活性。

2. 氧还原反应氧还原反应是一种重要的电催化反应，在燃料电池等能源领域具有广泛的应用。

传统的氧还原反应催化剂常常包含贵金属如铂、铑等，价格昂贵且资源稀缺。

相比之下，碳量子点作为一种低成本、可再生的材料，被认为是一种潜在的氧还原反应催化剂。

研究表明，碳量子点在氧还原反应中表现出了较高的催化活性和长期稳定性。

3. CO2还原CO2是一个广泛存在于大气中的化学物质，是二氧化碳排放的主要来源。

利用太阳能和电能来还原CO2成为新的能源来源是一种热门的研究方向。

碳量子点作为一种低成本、高效率的催化剂在CO2还原反应中展现了良好的应用前景。

研究发现，碳量子点能够将CO2转化为一系列有用的化合物，如甲酸、乙酸、甲醇等。

4. 传感器碳量子点作为一种发光的材料，也被广泛应用于传感器领域。

研究表明，碳量子点的荧光性质和表面官能团可以用于检测pH值、离子、分子、生物分子等。

以此为基础，许多新型的碳量子点传感器已经被开发出来，如pH值、铁离子、镉离子和葡萄糖传感器等。

总之，碳量子点作为一种具有良好生物相容性和催化性能的材料，已经在电催化应用领域得到了广泛的研究和开发。

未来随着更多研究的进行，碳量子点在这些领域的应用前景将更加广阔。

燃料电池的氧还原反应机理分析燃料电池是一种利用化学能直接转化为电能的新型能源电池，其工作原理是通过氧还原反应将燃料中的氢气与氧气相互转化并产生电能。

氧还原反应是燃料电池中的关键过程，其机理分析对于燃料电池的性能优化和研究发展具有重要意义。

本文将从燃料电池的氧还原反应机理、反应动力学与催化剂等方面进行分析。

一、氧还原反应机理的基本原理燃料电池的氧还原反应是指氧气分子在电极电位控制下与氢气或燃料中的其他还原性物质发生反应，生成水。

在燃料电池中，氧还原反应分为两个半反应：氧物质电解还原为氢离子和氢物质氧化为水。

氧还原反应的基本原理是通过电子从还原物向氧气传递，实现氧气还原和燃料氧化。

在氧还原反应中，电子由电极表面传递到还原物质的离子或分子中，氧气在电极表面接受电子并与离子或分子结合生成水。

整个反应过程需要催化剂的参与，以降低反应过程中的能垒，提高反应速率。

催化剂扮演着氧还原反应的关键角色。

二、氧还原反应机理的研究方法目前研究氧还原反应机理的方法主要包括实验测定和理论计算两种。

实验测定是通过利用电化学技术，如循环伏安法、旋转圆盘电极法等，来研究和测定氧还原反应的电流-电位行为。

通过测定电流与电位的关系，可以了解反应动力学过程，推断反应机理。

理论计算方法是利用量子化学和分子动力学模拟等手段，通过计算和模拟氧还原反应的反应活化能、反应中间体和过渡态等信息，来预测和理解反应基本机理。

理论计算方法具有一定的局限性，需要基于大量实验数据和已知的反应机理进行验证和修正。

三、氧还原反应机理的主要研究成果在燃料电池领域，已经有许多关于氧还原反应机理的研究成果。

以贵金属催化剂为例，如铂、铱、钯等，它们在燃料电池中作为催化剂广泛应用。

对于铂催化剂而言，很多研究表明氧还原反应存在着先吸附、再电子转移、最后还原的机理过程。

铂催化剂表面上的氧还原反应主要通过吸附在铂表面的氧气分子与铂表面上的水分子生成氧化的OH吸附物种，然后通过电子传递反应生成水。

电催化还原二氧化碳技术研究近年来，传统的化石能源逐渐枯竭，环境污染问题也日益严重。

因此，寻求一种可持续发展的新型能源已经成为了全球范围内的热门话题。

在这样的背景下，电催化还原二氧化碳技术正受到越来越多的关注。

一、电催化还原二氧化碳技术的基础原理电催化还原二氧化碳技术主要基于电化学原理，即当外电场加到反应物上时，反应物就会发生化学反应。

在反应中，通过外加的电子，将二氧化碳还原成了单质气体（如一氧化碳、甲烷等），从而实现了能源的转化。

二、电催化还原二氧化碳技术的优势相比于传统的能源转化方式（如石油、天然气等），电催化还原二氧化碳技术具有以下优势：1. 可再生、可持续这种技术利用的是太阳能或风能等可再生资源进行的，不会对环境造成负面影响，而且不会产生任何的污染物质。

因此，它是一种可持续发展的新型能源转化方式。

2. 去除CO2电催化还原二氧化碳技术可以直接将大气中的二氧化碳转化为有用的可燃性气体，从而去除CO2的危害。

3. 高效能相比于传统的能源转化方式，用这种方式将二氧化碳转化成可燃的气体更加高效，因为只需一定的电能即可完成转化，而传统方式需要消耗更多的能源。

三、电催化还原二氧化碳技术的研究现状虽然电催化还原二氧化碳技术具有较为广泛的应用前景，但目前在这个领域的研究还处于起步阶段。

从目前的研究进展情况来看，以下是一些研究成果：1. 金属复合材料的合成过去的研究结果表明，选用合适的金属材料能够有效提高反应过程中电子转移的速率，从而加快反应速度。

因此，研究人员依照这个思路，将不同的金属复合合成，探究其在电催化还原二氧化碳过程中的性能。

结果表明，制作得当的金属复合具有更好的电催化还原CO2的效果。

2. 选择和设计高效的催化剂催化剂是催化反应的核心所在。

因此，选择和设计高效的催化剂显得尤为重要。

目前，研究人员已经提出了一系列的高效催化剂，如金属有机框架、纳米孔材料等。

这些催化剂具有具有独特的孔道结构，从而能够提高反应物质的吸附和电子转移速率，加快反应速度。

《原子层沉积制备Pt基电化学催化剂用于氧还原与析氢反应研究》篇一一、引言随着全球能源危机日益加剧，发展高效、环保的能源转换和存储技术成为当今科研的重要课题。

在众多领域中，电化学催化剂在能源转换过程中起着至关重要的作用。

其中，铂（Pt）基电化学催化剂因其在氧还原反应（ORR）和析氢反应（HER）中的出色性能备受关注。

然而，Pt基催化剂的高成本和稀缺性限制了其广泛应用。

因此，开发高效、稳定的Pt基电化学催化剂成为当前研究的热点。

本文将介绍原子层沉积（ALD）制备Pt基电化学催化剂的方法，并探讨其在氧还原与析氢反应中的应用。

二、原子层沉积（ALD）技术原子层沉积（ALD）是一种基于表面反应的薄膜制备技术，具有出色的厚度控制能力和均匀性。

在ALD过程中，前驱体与基底表面发生化学反应，形成一层薄膜。

通过交替使用不同前驱体，可以实现多层薄膜的逐层生长。

这种技术能够精确控制催化剂的组成和结构，从而优化其性能。

三、Pt基电化学催化剂的制备本文采用ALD技术制备Pt基电化学催化剂。

首先，选择合适的基底（如碳纸或碳布），然后通过ALD技术逐层沉积Pt和其他金属（如Ru、Co等）的前驱体，形成具有特定组成的催化剂薄膜。

通过控制ALD过程的循环次数，可以调整催化剂的厚度和组成。

四、催化剂在氧还原反应（ORR）中的应用氧还原反应（ORR）是燃料电池等能源转换装置中的关键反应。

Pt基催化剂在ORR中表现出优异的性能。

通过ALD制备的Pt基催化剂具有较高的电化学活性表面积和良好的耐久性。

实验结果表明，该催化剂在ORR中表现出较高的催化活性和稳定性，能够有效地降低反应过程中的过电位。

五、催化剂在析氢反应（HER）中的应用析氢反应（HER）是水分解制氢等过程的关键步骤。

Pt基催化剂在HER中也具有优异的性能。

ALD制备的Pt基催化剂在HER中表现出较低的过电位和较高的电流密度，具有较高的催化活性和稳定性。

此外，该催化剂还具有良好的抗中毒性能，能够在含有杂质离子的环境中稳定工作。

电催化二氧化碳还原反应的机理研究近年来，随着全球能源和环境问题的不断突出，二氧化碳（CO2）的减排和利用成为当前科研热点之一。

电催化二氧化碳还原反应（CO2RR）作为一种高效利用CO2的方法，受到了广泛的关注和研究。

本文将重点探讨电催化二氧化碳还原反应的机理，并综述目前相关研究的进展。

一、电催化二氧化碳还原反应概述CO2RR是指利用电化学方法将CO2还原为有机物或其他有用化合物的过程。

该反应可直接利用可再生能源（如太阳能、风能等）供给，实现CO2的资源化利用，具有重要的环境和经济价值。

然而，由于CO2的惰性和高活化能，电催化CO2RR具备较高的能量损失和低反应效率的挑战。

二、CO2RR机理的研究方法为了深入理解CO2RR的反应机理，研究者们采用了多种表征手段和计算方法。

其中，实验手段包括电化学方法、表面科学技术和 insitu/in operando 表征技术。

电化学方法可以通过调节电位和电流密度等工作条件，实现对CO2RR反应路径和产物选择性的控制。

表面科学技术，如扫描隧道显微镜（STM）、谱学和电化学工艺，可以对电极表面的结构和表面吸附物进行表征和分析，揭示电催化界面的电荷转移和电子传输过程。

in situ/in operando 表征技术可以实时监测反应过程中物质变化和电荷转移，提供了对反应机理的直接观察。

此外，计算方法如密度泛函理论（DFT）和反应动力学模拟等，在理论层面上对CO2RR的机理进行研究，为实验结果的解释和预测提供了支撑。

三、CO2RR机理的探索和进展在电催化CO2RR的机理研究中，研究者们提出了多个可能的反应路径和机制。

其中，电子转移步骤和表面吸附物的中间态对于反应选择性和效率影响较大。

有研究指出，金属催化剂的电子结构和尺寸效应对反应路径和产物选择起到关键作用。

例如，金属纳米颗粒表面的原子和金属-基底之间的协同作用对催化活性起到重要作用。

此外，配位氧化物和碱金属等参与反应的共催化物也在研究中得到了广泛关注。

基于能带匹配理论设计 CO2光催化还原催化剂的研究进展本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！据报道，2012 年全球二氧化碳排放量又创下了历史新高，达到了356 亿吨。

据政府气候变化专门委员会发布的最新气候变化评估报告显示，在过去的一百年里，由于CO2等气体造成了严重的温室效应，致使全球温度升高了～℃，海平面平均升高了10～25cm，自然灾害频繁发生，直接威胁到人类的生存与发展。

如何在保持并不断改善民众生活质量的同时控制CO2排放量，成为全球面临的巨大挑战。

在此问题的推动下，如何将CO2变废为宝成为人们研究的重点。

CO2作为一种潜在的碳资源，催化加氢转化为醇类等化学品已有相关报道，如将其还原成CO、作为油田驱油材料、与甲烷混合气综合利用、逆化学合成等。

这些传统的CO2转化方法主要存在两大技术难题：一是氢仍是从化石原料中获取，转化的同时还会伴随CO2产生，没有从根本上解决当前面临的温室效应问题;二是这些传统的方法仍是借助于高温高压的模式，需要大量的能耗，绿色、廉价、可持续再生驱动力的寻找也成为转化CO2的关键。

光催化还原CO2在此条件下应运而生，它是基于模拟绿色植物光合作用固定CO2而产生的。

自然界植物的光合作用是植物利用太阳能把CO2和水合成有机物，并放出氧气的过程。

这一过程在常温常压的环境下进行，是以地球上最廉价易得的H2O作氢源，利用太阳能来驱动CO2的还原。

因此，光合作用是CO2减排最具前景的方法。

基于此产生的光催化还原的氢来源于水，是洁净的环境友好型新能源，直接驱动力是太阳能，不会额外产生CO2。

1978 年，Halmann在Nature 上首次报道了利用半导体材料催化还原CO2，得到了甲醛、甲醇等产物，开启了人们催化还原CO2的新纪元。

Ampelli 等报道了以自然光为光源，在常温常压下建立模拟光合作用，实现CO2循环。

mof 电催化二氧化碳还原综述金属有机框架（MOFs）材料，由于其独特的结构特点和性质，已成为电催化二氧化碳（CO2）还原领域的研究热点。

以下是MOFs及其衍生物在电催化CO2还原应用中的一些重要信息：1. 结构和优势：MOFs是由金属离子或团簇节点与有机配体连接而成的多孔材料，具有高比表面积、高孔隙率和结构多样性。

这些特性使得MOFs在催化领域，尤其是电催化CO2还原方面具有巨大的潜力。

2. 催化性能：MOFs的催化性能可以通过改变金属节点和有机配体来调节，从而实现对催化活性和选择性的精准控制。

此外，MOFs的多孔结构有助于反应底物和产物的传输。

3. 合成方法：MOF衍生材料的合成策略包括直接热解MOFs、MOF复合材料的热解、后修饰等方法。

通过改变合成条件，可以获得多样化和功能化的电催化剂。

4. 挑战与展望：尽管MOFs及其衍生物在电催化CO2还原方面显示出优异的性能，但目前仍存在诸如产物选择性不高、多碳产物的反应机理不明确以及催化剂材料单一等挑战。

未来的工作需要结合先进的表征技术，深入理解反应机理，并优化合成方法以设计出高性能的CO2RR电催化剂。

5. 构效关系：研究人员已经对MOFs基催化剂在电催化CO2还原中的构效关系进行了综述，这对于理解不同二氧化碳电还原产物的反应机理和电解设备的研究进展具有重要意义。

6. 应用前景：MOFs材料在气体储存与分离、磁性材料、电子与质子传递等多个领域都显示出了潜在的应用价值。

特别是在催化领域，MOFs的应用研究越来越广泛，预示着其在未来的电催化CO2还原技术中将扮演重要角色。

综上所述，MOFs及其衍生物在电催化二氧化碳还原方面表现出了卓越的催化性能和独特的应用潜力。

随着研究的深入和技术的进步，MOFs基材料有望为实现高效、可持续的能源转化和存储提供新的解决方案。

电催化的应用和存在问题1引言电催化法是使电极、电解质界面上的电荷转移加速从而加快电极反应的方法。

电催化技术涉及到的催化剂的选择至关重要，要加速电极反应，必须选用合适的电极材料，所选用的电极材料在通电过程中具有催化剂的作用，从而改变电极反应速率或反应方向，而其本身并不发生质的变化。

现在随着世界各国现代工业的迅猛发展，能源的需求量也随之急剧增加，但二十世纪末以来，我们却面临着燃料煤炭,化石能源日益枯竭，新能源的开发缓慢、能源费用上涨等各种挑战,因而节约有限能源、降低工业生产中的能耗是当务之急。

电化学科学的研究恰好适应了这种要求，电化学科学是以研究如何加速电极上电催化反应速度。

降低电极电位为研究内容，与节能降耗密切相关,特别是在强电流电解过程中的节能，釆用电催化电极更是起了巨大的作用。

1电催化技术主要应用于有机污水的电催化处理；含鎔废水的电催化降解；烟道气及原料煤的电解脱硫；电催化同时脱除NOx和SO”二氧化碳的电解还原等。

口前对能源利用、燃料电池和某些化学反应（如丙烯睛二聚、分子氧还原）的电催化作用研究得较深入，今后在开拓精细有机合成方面可能会得到较大的进展，特别是对那些与电子得失有关的氧化还原反应。

本文从污水的电催化处理、电催化活化碳的氧化物、电催化法脱硫脱硝、电催化与燃料电池四个大的方面介绍电催化技术的发展及研究应用现状，以及今后研究的发展趋势。

2污水的电催化处理电化学水处理技术^因其具有多功能性、高度的灵活性、易于自动化、无二次污染等其它水处理技术无法比拟的优点，正成为国内外水处理技术研究的热点课题，尤其对那些难于生化降解、对人类健康危害极大“三致”致癌、致畸、致突变有机污染物的去除具有很高的效率，并且乂能节省大量的能源。

因而，电化学水处理技术近年来已成为世界水处理技术相当活跃的研究领域，受到国内外的广泛关注。

"相比传统的生物废水处理方法，电催化废水处理技术有更潜在的应用前景。

在比如电催化还原技术是现阶段水处理技术领域的研究热点之一，可将废水中高毒性污染物通过选择性电催化还原转化为低毒性的污染物，对含硝基苯5、氯酚&等的废水取得了良好的处理效果，具有药剂用量少、操作简易、污染物降解选择性强等优点。

第 50 卷 第 4 期2021 年 4 月Vol.50 No.4Apr. 2021化工技术与开发Technology & Development of Chemical IndustryCoPt@CMK-3的制备及电催化氧还原反应性能唐文静（浙江省碳材料技术研究重点实验室，温州大学化学与材料工程学院，浙江 温州 325027）摘 要：本文研究了CoPt@CMK-3催化剂的制备及其电催化燃料电池阴极反应[氧还原反应（ORR）]的活性。

结构表征显示，CoPt为L10型的金属间化合物。

电催化性能结果表明，CoPt@CMK-3具有优于商业Pt/C的催化氧还原反应活性，主要为四电子转移过程，同时具有良好的抗甲醇毒化能力。

这些结果表明，CoPt@CMK-3复合材料是一种有前途的燃料电池阴极反应的催化剂。

关键词：CoPt；氧还原反应（ORR）；CMK-3中图分类号：TB 331 文献标识码：A 文章编号：1671-9905(2021)04-0010-03作者简介：唐文静（1994-），女，硕士，研究方向：碳纳米材料收稿日期：2021-01-11氧还原反应(ORR)是燃料电池等能量储存和转换装置中一个重要的电化学过程[1-2]，但其缓慢的动力学过程极大地限制了燃料电池的能量输出[3-5]。

铂(Pt)是ORR 反应的基准电催化剂，展现出优异的催化活性。

然而，Pt 基电催化剂存在成本高、抗毒化能力差等问题，严重阻碍了燃料电池的大规模商业化[6]。

因此，使用过渡金属对Pt 进行合金化[7-11]，已经成为改进燃料电池技术的重要突破点，一方面可以降低成本，另一方面能实现更高的电化学活性和更佳的抗毒化能力。

本文以介孔碳为碳基体，采用高温退火，简单高效地合成了多孔碳包覆CoPt 有序合金的碳催化剂材料，并研究了材料的电催化氧还原反应的性能。

1　实验部分1.1　实验流程首先制备有序介孔二氧化硅模板(SBA-15)，然后采用硬模板法，通过纳米灌注、高温热解、HF 浸泡除模板等流程，获得有序介孔碳CMK-3前驱体，最后，将可溶性Co(NO)3·6H 2O 和H 2PtCl 6浸渍到CMK-3中，在60℃下烘干，在管式炉中采用550℃保温3h、650℃保温6h 的方式分段高温退火，得到介孔碳包覆的钴铂金属间化合物碳材料催化剂。

热处理碳纳米管耦合维生素B12作为氧还原反应电催化剂的性能分析段广彬;房雅婷;董凯;姜媛媛;陈传霞;倪朋娟;逯一中【摘要】开发成本低廉、性能优良的阴极氧还原电催化剂,替代昂贵的铂基催化剂,一直是燃料电池研究中的热点和难点,也是实现燃料电池商业化的关键之一.碳纳米材料负载过渡金属大环配位分子作为氧还原催化剂具有成本低、活性较高、导电性能好、稳定性高等优点.本研究利用维生素B12(VB12)中心的Co-Nx环状结构,以VB12作为活性位点的前驱体,以碳纳米管(CNT)为碳载体,通过高温热解制备了CNT-VB12复合材料.对此复合材料的形貌和组成进行了表征,并对其在碱性条件下的氧气还原电催化活性、稳定性及抗干扰性进行了分析.结果表明,CNT-VB12材料表现出高的氧还原反应(ORR)电催化活性.动力学研究结果表明,此复合材料通过几乎完全的4电子转移过程催化氧气还原为水,并且具有优于商业Pt/C的抗甲醇干扰性及稳定性,是一种有良好实际应用前景的燃料电池非贵金属氧还原电催化剂.【期刊名称】《分析化学》【年(卷),期】2019(047)005【总页数】6页(P719-724)【关键词】碳纳米管;维生素B12;氧还原反应;电催化剂【作者】段广彬;房雅婷;董凯;姜媛媛;陈传霞;倪朋娟;逯一中【作者单位】济南大学材料科学与工程学院,济南250022;济南大学材料科学与工程学院,济南250022;济南大学材料科学与工程学院,济南250022;济南大学材料科学与工程学院,济南250022;济南大学材料科学与工程学院,济南250022;济南大学材料科学与工程学院,济南250022;济南大学材料科学与工程学院,济南250022【正文语种】中文1 引言随着化石燃料的不断消耗，环境污染和能源枯竭等问题成为人类面临的严峻挑战[1]。

燃料电池具有高效的能量转化、生态友好等特点，引起人们的广泛关注[2,3]。

直接甲醇燃料电池(DMFC)由于其燃料来源丰富、储存运输方便，被认为是最有可能实现商业化应用的燃料电池之一[4～6]。

氮掺杂石墨烯的制备及氧还原电催化性能一、本文概述随着能源危机和环境问题的日益严峻，寻求高效、清洁、可持续的能源技术已成为全球科研工作者的重要任务。

作为新一代能源技术的重要组成部分，燃料电池和金属-空气电池等电化学能源转换装置因具有高能量密度和环保特性而备受关注。

在这些电化学能源转换装置中，氧还原反应（ORR）是关键步骤之一，其催化剂的性能直接影响到整个装置的能量转换效率和使用寿命。

因此，开发高效、稳定的氧还原电催化剂成为了当前研究的热点。

近年来，石墨烯作为一种新兴的二维纳米材料，因其独特的电子结构和物理化学性质，在电催化领域展现出巨大的应用潜力。

而氮掺杂石墨烯作为一种通过引入氮原子对石墨烯进行改性的材料，不仅保留了石墨烯原有的优点，还在电催化性能上有了显著提升。

氮掺杂石墨烯的引入可以改变石墨烯的电子结构，提高其对氧分子的吸附能力，从而优化氧还原反应的动力学过程。

因此，氮掺杂石墨烯被认为是一种具有广阔应用前景的氧还原电催化剂。

本文旨在探讨氮掺杂石墨烯的制备方法以及其在氧还原电催化反应中的性能表现。

我们将详细介绍氮掺杂石墨烯的合成方法，包括化学气相沉积法、热解法、溶剂热法等，并分析各种方法的优缺点。

我们将通过电化学测试手段，如循环伏安法、线性扫描伏安法等，评估氮掺杂石墨烯在氧还原反应中的催化性能，并探讨其催化机理。

我们还将讨论氮掺杂石墨烯在实际应用中所面临的挑战和可能的解决方案。

通过本文的研究，我们期望能够为氮掺杂石墨烯在氧还原电催化领域的应用提供有益的理论指导和实验依据，为推动新一代电化学能源转换装置的发展做出贡献。

二、氮掺杂石墨烯的制备方法氮掺杂石墨烯的制备是提升其氧还原电催化性能的关键步骤。

目前，常见的氮掺杂石墨烯制备方法主要包括化学气相沉积法、热处理方法、化学还原法以及原位合成法等。

化学气相沉积法是一种在气相中通过化学反应生成固态物质并沉积在基底上的方法。

在氮掺杂石墨烯的制备中，含碳和含氮的前驱体在高温下分解，碳原子和氮原子在基底上重新排列，形成氮掺杂石墨烯。

光催化CO2还原技术及催化剂的研究进展【摘要】本文综述了光催化CO2还原技术及催化剂的研究进展。

在介绍了研究背景和研究意义。

正文部分分别讨论了光催化CO2还原技术的原理、光催化CO2还原催化剂材料、金属催化剂、非金属催化剂以及复合催化剂的研究进展。

结论部分总结了光催化CO2还原技术的发展趋势，并提出了未来的研究方向。

本文旨在全面了解和探讨光催化CO2还原技术及催化剂的最新进展，为相关领域的研究提供参考和启发。

【关键词】光催化CO2还原技术、催化剂、研究进展、原理、金属催化剂、非金属催化剂、复合催化剂、发展趋势、未来研究方向、引言、正文、结论1. 引言1.1 研究背景光催化CO2还原技术利用太阳能等可再生能源作为能量源，通过催化剂的作用将CO2还原为高附加值的化学品或燃料，具有清洁、高效、可持续等特点。

在这一技术的发展过程中，催化剂的选择和设计是至关重要的。

传统的金属催化剂具有良好的催化活性，但存在资源消耗大、稳定性差等问题；而非金属催化剂则具有丰富的资源、较高的稳定性，但催化活性较低。

如何设计合适的催化剂，提高CO2的还原效率成为当前研究的焦点之一。

提供了光催化CO2还原技术的相关信息和发展现状，为后续研究内容的展开奠定了基础。

1.2 研究意义光催化CO2还原技术具有重要的环境保护和能源转化意义。

随着全球经济的快速发展和能源需求的增加，温室气体排放不断增加，尤其是二氧化碳的排放量持续增加，导致全球气候变暖和环境污染问题日益严重。

寻找一种可持续、高效的CO2转化技术成为当今科研领域的热门话题。

光催化CO2还原技术能够利用太阳光作为能源，将CO2转化为高附加值的化学品，从而实现CO2的循环利用和减少二氧化碳排放的目的。

光催化CO2还原技术也可以促进可再生能源的开发利用，实现能源的可持续发展。

研究光催化CO2还原技术及催化剂的发展具有重要意义，有望为解决环境问题和能源危机提供新的解决方案。

2. 正文2.1 光催化CO2还原技术的原理光催化CO2还原技术的原理是利用光催化剂吸收太阳光能后产生电子-空穴对，经过光生活性的电子-空穴对在催化剂表面与CO2发生反应，从而实现CO2的还原。