| 第 49 卷第 3 期 |  | Vol. 49 No. 3 | | 2019 年 6 月 | Jun 2019 |
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所屬欄目：功能材料
水溶液中銠卟啉固載熱裂解碳電極催化二氧化碳電化學(xué)還原反應 |
| 沈 靜1，2，繆澤群1，項凱民1，方正軍1，2*
（1.湖南工程學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，湖南 湘潭411104；2. 環(huán)境催化與廢棄物再生化湖南省重點(diǎn)實(shí)驗室，湖南 湘潭 411104） |
| 摘 要：利用循環(huán)伏安曲線(xiàn)及在線(xiàn)檢測技術(shù)研究了銠原卟啉固載熱裂解碳電極催化二氧化碳電化學(xué)還原反應。研究結果表明銠卟啉對二氧化碳電化學(xué)還原反應具有催化活性，在pH=3時(shí)所得主要產(chǎn)物為甲酸，其法拉第效率在-1.2 V時(shí)可達50%。銠卟啉催化二氧化碳電化學(xué)還原反應高度依賴(lài)于反應體系的pH值。pH=1時(shí)，氫氣是唯一的產(chǎn)物，說(shuō)明銠卟啉是較好的析氫反應催化劑。當pH=3時(shí)，鈷卟啉催化二氧化碳電化學(xué)還原的產(chǎn)物選擇性發(fā)生了極大的變化，主要產(chǎn)物是甲酸。綜上所述，銠卟啉催化二氧化碳電化學(xué)還原反應的第一個(gè)關(guān)鍵中間體可能是［RhPP-H］，隨后CO2插入金屬氫鍵中形成［RhPP-COOH］中間體，再通過(guò)質(zhì)子-電子耦合反應生成最終產(chǎn)物甲酸。 |
| 關(guān)鍵詞：銠卟啉；二氧化碳電化學(xué)還原；甲酸；pH值 |
| 中圖分類(lèi)號：O646 文獻標識碼：A 文章編號：1009-9212（2019）03-0040-06 |
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| Electrocatalytic Reduction of CO2 Catalyzed by Rhodium Protoporphyrin Immobilized Pyrolytic Graphite in Aqueous Solution |
| SHEN Jing1,2, MIU Ze-qun1, XIANG Kai-min1, FANG Zheng-jun1,2*
(1.Chemistry and Chemical Engineering Department, Hunan Institute of Engineering, Xiangtan 411104, China; 2.Hunan Provincial Key Laboratory of Environmental Catalysis & Waste Recycling, Xiangtan 411104, China) |
| Abstract：The environmental problems caused by carbon dioxide are becoming more and more serious. The electrochemical reduction technology can convert carbon dioxide into high value-added chemical fuels.Therefore, it is a promising method to utilize CO2. The electrochemical reduction of CO2 catalyzed by rhodium protoporphyrin immobilized pyrolytic graphite electrode was studied. It was found that rhodium protoporphyrin had a catalytic activity towards the electrochemical reduction of CO2. At pH=3, the main product from CO2 electrochemical reduction was formic acid and its Faraday efficiency was up to 50% at -1.2 V. The electrochemical reduction of CO2 catalyzed by rhodium protoporphyrin is highly dependent on the pH of the electrolyte. Hydrogen is the only product at pH=1, which indicates that rhodium protoporphyrin is also a good catalyst for the hygrogen evolution reaction. When pH increases to 3, formic acid becomes the main product except H2. The first key intermediate of the electrochemical reduction of CO2 catalyzed by rhodium protoporphyrin is probably [RhPP-H]. CO2 is then inserted into the metal hydrogen bond to form [RhPP-COOH] intermediate, and the final product formic acid is formed by proton-electron coupling reaction. |
| Key words：rhodium protoporphyrin; electrochemical reduction of CO2; formic acid; pH |
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基金項目： 國家自然科學(xué)基金項目（21709060），湖南省教育廳重點(diǎn)項目（18A344），湖南省教育廳一般項目（17C0391），湖南工程學(xué)院博士啟動(dòng)基金項目（17RC021）。
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作者簡(jiǎn)介：沈 靜（1984-），女，湖南岳陽(yáng)人，講師，主要從事電化學(xué)研究（E-mail：jingshen84@sina.com）。
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聯(lián) 系 人： 方正軍，副教授，研究方向：化合物結構和性能研究（E-mail：fzj1001@163.com）。
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收稿日期： 2019-06-0
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