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1.
In this study, we investigated an alternative method for the chemical CO2 reduction reaction in which power ultrasound (488 kHz ultrasonic plate transducer) was applied to CO2-saturated (up to 3%) pure water, NaCl and synthetic seawater solutions. Under ultrasonic conditions, the converted CO2 products were found to be mainly CH4, C2H4 and C2H6 including large amount of CO which was subsequently converted into CH4. We have found that introducing molecular H2 plays a crucial role in the CO2 conversion process and that increasing hydrogen concentration increased the yields of hydrocarbons. However, it was observed that at higher hydrogen concentrations, the overall conversion decreased since hydrogen, a diatomic gas, is known to decrease cavitational activity in liquids. It was also found that 1.0 M NaCl solutions saturated with 2% CO2 + 98% H2 led to maximum hydrocarbon yields (close to 5%) and increasing the salt concentrations further decreased the yield of hydrocarbons due to the combined physical and chemical effects of ultrasound. It was shown that CO2 present in a synthetic industrial flue gas (86.74% N2, 13% CO2, 0.2% O2 and 600 ppm of CO) could be converted into hydrocarbons through this method by diluting the flue gas with hydrogen. Moreover, it was observed that in addition to pure water, synthetic seawater can also be used as an ultrasonicating media for the sonochemical process where the presence of NaCl improves the yields of hydrocarbons by ca. 40%. We have also shown that by using low frequency high-power ultrasound in the absence of catalysts, it is possible to carry out the conversion process at ambient conditions i.e., at room temperature and pressure. We are postulating that each cavitation bubble formed during ultrasonication act as a “micro-reactor” where the so-called Sabatier reaction -CO2+4H2UltrasonicationCH4+2H2O - takes place upon collapse of the bubble. We are naming this novel approach as the “Islam-Pollet-Hihn process”.  相似文献   
2.
二氧化碳转化已成为现今世界研究的热点. 本工作采用原位电化学转化的策略, 将简单溶剂热法合成的层状甲酸氧铋纳米花(BiOCOOH NFs)还原为带有大量晶格位错的多孔铋纳米花(p-Bi NFs). 研究结果表明, p-Bi NFs电催化二氧化碳转化为甲酸盐具有较小的过电位(436 mV). 在–1.8 V(相对饱和甘汞电极, vs. SCE)时, 甲酸盐的分电流密度(jformate)高达24.4 mA•cm-2, 法拉第效率(FEformate)为96.7%, 且在超过500 mV的宽电位窗口内FEformate超过90%, 并具有很好的稳定性. 该催化剂的高催化性能可归因于前驱体晶格坍塌和重构而形成特殊的多孔粗糙的微纳多级结构, 其表面富含晶格位错和缺陷等高本征活性位, 且具有较强的电子传递能力. 本研究为设计合成高性能的电催化二氧化碳还原产甲酸催化剂提供了新的思路.  相似文献   
3.
基于半刚性的配体3'',5''-di (1H-1,2,4-triazol-1-yl)-(1,1''-biphenyl)-3,5-dicarboxylic acid (H2DTBDA)和硝酸钴制备了一个柔性超微孔的金属有机骨架{[Co (DTBDA)]·4H2O}n(FJI-H35),并对该材料的结构进行了系统的表征。FJI-H35活化以后可以发生自适应的结构转变,使得孔径从0.43 nm收缩到0.37 nm。气体吸附测试表明FJI-H35可以从氮气和甲烷中选择性捕获二氧化碳,具有很高的吸附选择性和相对低的吸附焓。突破实验进一步证实FJI-H35可以从二氧化碳/氮气(15∶85,V/V)和二氧化碳/甲烷(50∶50,V/V)混合气中高效选择性捕获二氧化碳。  相似文献   
4.
In this study, titanium dioxide nanoparticles (NPs) were synthesized using the home microwave method, and the effect of the microwave irradiation time on the structure of NPs was investigated. In addition, the morphological effect of these NPs on the toxicity of HDMSCs cells was investigated. The crystalline structure and morphology of the NPs were analyzed using X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM); the cytotoxicity was determined by the methyl thiazolyl tetrazolium (MTT) assay. X-ray diffraction analysis revealed that all thin films had a polycrystalline nature with an anatase phase of TiO2. It was also found that the crystallite size increased with increasing microwave radiation time. The FTIR spectrum showed Ti-O-Ti properties by the peak in the range between 527 and 580 cm?1. Further, the FE-SEM images showed that the grain size increased with increasing irradiation time. The MTT assay results showed that the accumulation of NPs leads to toxicity.  相似文献   
5.
电催化二氧化碳还原反应(E-CO2RR)可在温和条件下将CO2转化成高附加值燃料或化学品,近年来受到广泛关注,其在实际反应中涉及到气体扩散和多电子转移等复杂过程,构筑高效、稳定的催化电极是其发展的核心之一。然而,传统涂敷电极制备时,需要将催化剂与粘结剂混合涂覆于集流体表面,此过程会造成活性位点包埋和传质过程受限,致使催化剂活性位利用率下降,同时在反应过程中电极表面容易粉化,造成稳定性下降,难以重复利用。因此,如何调控电极反应界面,提升催化剂活性位的利用率仍面临挑战。将催化剂原位生长于集流体上得到的一体化电极可直接应用于电催化反应,不仅有利于提升活性位利用率以及电荷传输能力,还能有效调控三相界面处的微观反应环境(如pH、反应物及反应中间体的浓度等),从而实现电催化性能强化。本文综述了一体化电极用于E-CO2RR的最新进展,分析了结构和表界面调控对E-CO2RR性能的影响规律,并对该领域仍然存在的挑战和未来一体化E-CO2RR电极的发展进行了评述与展望。  相似文献   
6.
本文用水热法制备了正交晶系的纳米球状结构的二氧化锡和正交晶系的由片状聚集成球状结构的钨酸铋,并且对二者进行了复合,制备出了二氧化锡/钨酸铋复合光催化材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积测试仪(BET)、紫外可见分光光度计等技术对复合样品的结构、形貌、比表面积、孔容孔径和光学性质进行了表征。用碘钨灯模拟太阳光,分别以二氧化锡、钨酸铋和二氧化锡/钨酸铋复合材料为催化剂降解罗丹明B(RhB),研究所制备的二氧化锡/钨酸铋复合材料的光催化活性。光催化90 min时二氧化锡、钨酸铋和二氧化锡/钨酸铋对罗丹明B的降解率分别是9%、22%和30%。实验结果表明,在可见光下,二氧化锡/钨酸铋复合材料的光催化活性要高于单一的二氧化锡和钨酸铋。  相似文献   
7.
随着能源短缺和环境问题日益突出, 寻找清洁和可再生能源来替代化石燃料是本世纪科学家面临的最紧迫的任务之一. 为了实现我国“双碳”战略目标, 利用太阳能将二氧化碳(CO2)转化为清洁燃料和化学品是实现社会可持续发展的途径之一. 催化剂是CO2光还原技术的核心组成部分, 其可以吸附气态CO2分子, 在可见光照射下将CO2还原为一氧化碳(CO)、 甲酸(HCOOH)、 甲醇(CH3OH)或甲烷(CH4)等能源小分子. 目前, 新型CO2还原光催化体系的开发取得了很好的进展. 本文综合评述了近年来均相及非均相丰产金属卟啉类催化剂在光催化CO2还原中的研究进展, 并对在金属卟啉均相催化剂作用下, CO2光还原为CO或CH4的反应机理分别进行了介绍, 还讨论了金属卟啉基多孔有机聚合物与卟啉有机金属框架在光催化CO2方面的重要应用. 最后, 对可见光驱动卟啉类金属配合物催化的CO2还原的发展前景进行了展望.  相似文献   
8.
Chao Gao  Yujie Xiong 《中国化学》2022,40(1):153-159
Constituting the artificial carbon cycle,for example,through recycling CO2 and converting CH4 to value-added fuels and chemicals with solar energy,offers a sustainable future for humankind to tackle the global environmental issues and energy crisis.However,significant bottlenecks remain in such photocatalytic conversion,mainly related to the reaction activity and product selectivity.Herein,we share our efforts and systematic research progress on addressing the double bottlenecks for achieving solar-driven artificial carbon cycle,with specifically focusing on the photocatalytic CO2 and CH4 conversion.We further elucidate the common fundamentals behind various designed photocatalytic materials systems.Toward future development,we highlight the opportunities and challenges in the research field.  相似文献   
9.
二氧化钒(VO2)作为一种长久以来备受关注的新型可逆相变材料,发展潜力巨大,其相变温度(TMIT)的调控一直是研究热点。本文主要利用锗离子作为掺杂离子探索其对VO2薄膜TMIT的影响,并尝试解释其内部作用机理。在约1 cm2大小抛光的氧化铝薄片上沉积了一系列含不同比例锗离子VO2薄膜。研究发现锗离子作为掺杂离子确实有利于TMIT的提高(本课题TMIT最大可达84.7 ℃)。TMIT提高的主要原因是锗离子的引入能够强化单斜态V-V二聚体的稳定性,进而增强单斜态的稳定性,使得低温单斜态向四方金红石态转变更加困难。  相似文献   
10.
BPh3 catalyzes the N-methylation of secondary amines and the C-methylenation (methylene-bridge formation between aromatic rings) of N,N-dimethylanilines or 1-methylindoles in the presence of CO2 and PhSiH3; these reactions proceed at 30–40 °C under solvent-free conditions. In contrast, B(C6F5)3 shows little or no activity. 11B NMR spectra suggested the generation of [HBPh3]. The detailed mechanism of the BPh3-catalyzed N-methylation of N-methylaniline ( 1 ) with CO2 and PhSiH3 was studied by using DFT calculations. BPh3 promotes the conversion of two substrates (N-methylaniline and CO2) into a zwitterionic carbamate to give three-component species [Ph(Me)(H)N+CO2⋅⋅⋅BPh3]. The carbamate and BPh3 act as the nucleophile and Lewis acid, respectively, for the activation of PhSiH3 to generate [HBPh3], which is used to produce key CO2-derived species, such as silyl formate and bis(silyl)acetal, essential for the N-methylation of 1 . DFT calculations also suggested other mechanisms involving water for the generation of [HBPh3] species.  相似文献   
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