摘要：CO_(2)捕集可以有效地缓解目前全球的温室效应,而CO_(2)电化学还原利用则被认为是将电力储存在化工品中的关键手段.可是作为碳循环周期中紧密连接的上下游环节,二者的研究大部分都是相互独立的.如果将它们整合为CO_(2)捕集利用集成系统(ICCU),整个碳循环的能量效率和经济效益将会得到明显的提升.本文在简要陈述CO_(2)捕集和电化学还原利用现状的基础上,总结了目前CO_(2)捕集利用集成系统研究的进展,分析了集成系统可能存在的反应机理和能量路径,详细论述了在电极和电解质设计方面所取得的成果.除此之外,相关的技术经济分析和生命周期评估也表明,集成系统具有较高的能量利用率和较少的碳足迹.本文最后总结了目前CO_(2)捕集和电化学还原利用集成系统所存在的机遇和挑战.

摘要：基于固体氧化物电解池(SOEC)的NO x电化学还原技术不使用还原剂,避免了还原剂泄露造成的二次污染,可省去庞大复杂的还原剂储存、转化系统,是燃烧后NO x污染物排放控制的潜在技术之一。本文较为详细地介绍了NO x还原SOEC反应器的工作原理、NO x转化电极材料、结构特点和电解池组堆方式,综述了基于SOEC的NO x电化学还原技术的发展现状,针对NO x电化学还原反应特性,总结NO x电化学还原的效率评价指标,提出电解催化电极层、多孔电解质、对称电极、NO x富集等反应器构型设计思路,并展望今后NO x电化学还原专用反应器的研发前景。

摘要：利用电化学方法将大气中的二氧化碳还原成具有工业价值的原材料被认为是缓解温室效应、实现碳中和的重要手段.然而,电化学还原二氧化碳的过程涉及多种复杂的反应,寻找和开发高效的电化学催化剂被认为是推动该领域发展的工作重点.近年来,金属有机框架结构和共价有机框架结构因其超高的比表面积、可调控的孔道结构等特征被广泛应用在各个领域.同时,随之发展的框架化学为从原子/分子级设计具有特定功能的有机框架结构提供了理论基础.本文综述了近年来有机框架结构及其衍生材料在电化学二氧化碳还原方向的应用,并展望了框架化学在该领域中的挑战、机遇以及发展方向.

摘要：氨不仅是生产农业肥料和医药分子的关键原料,同时因其具备高能量密度和零碳排放的特性,也被视为极具潜力的能源载体.鉴于当前对环保和可持续发展的迫切需求,实现氨分子的绿色合成已成为重要任务.其中,利用可再生能源驱动的电化学合成氨技术,因其对环境友好和高效性,被视为替代传统哈伯-博世工艺的绿色路径,具有广阔的应用前景.在电化学催化合成氨的研究中,单原子催化剂(SAC)因其独特的性质而备受关注.SAC的孤立金属中心不仅提高了金属原子的利用率,而且有效抑制了氮-氮偶联反应,从而显著提升了催化合成氨的效率,成为当前的研究热点.本文综述了SAC电催化合成氨领域的最新研究进展,旨在为科研工作者提供基础的理论和实验参考.系统总结了不同氮源(包括氮气、硝酸根、亚硝酸根及一氧化氮)合成氨的研究进展,并深入探讨了催化剂的理论和实验设计、催化活性中心的种类及其催化活性,以及真实反应过程中的催化动态行为.首先,介绍了自然和人工固氮系统中的氮循环路径.自然固氮系统展示了氮气、氮氧化物、氨的循环路径,为不同氮物种合成氨方法提供了可借鉴的思路;而人工氮循环则阐述了社会发展、工业生产对自然循环氮平衡的破坏,凸显了电化学人工固氮的必要性.随后,基于理论模拟方法,在原子和分子尺度上总结了不同氮物种在催化剂表面的反应过程.例如,在氮气合成氨过程中探讨了涉及的解离路径、交替缔合及远端缔合路径等.本文详细阐述了催化活性结构的理论筛选方法的重要性,并介绍了如何通过结构稳定性评估、反应物种的吸附活性以及催化活性及选择性的综合考量,来确定最佳的催化活性中心种类及微观结构.随后,总结了科研人员基于理论筛选结果,采用热解策略制备碳载金属SAC的研究进展.这些策略包括,碳基底与金属络合物的混合热解策略、金属有机框架衍生策略、金属辅助小分子热解策略、吸附活性策略及模板牺牲辅助策略等.同时,系统地总结了不同SAC对四种氮前驱体还原反应的催化活性.此外,深入地讨论了催化活性中心如Cu和Fe单原子在合成氨反应过程中的结构动态演化行为,强调了非原位结构可能仅是单原子前驱体,而反应过程中演变结构才是真实催化活性中心.这对于深入理解SAC电催化合成氨的机理和提高催化效率有一定的借鉴意义.最后,本文简要探讨了单原子催化剂在合成氨领域所面临的挑战及发展机遇.主要包括(1)发展更为精准的理论预测方法,实现从静态计算向动态模拟的转变,以更准确地预测和解析催化剂在实际反应中的行为机制;(2)积极发展多原子协同位点,从金属单原子到双甚至三原子团簇,利用多原子间的协同作用提升催化效率;(3)发展可替代氨合成路径,如低温等离子体耦合电化学合成氨技术,以推动氨合成技术的绿色化和高效化;(4)结合动态谱学技术的发展及应用,通过在原位甚至工况条件下的探究,深入解析动态反应过程,为催化剂的进一步优化提供科学依据.通过发展更为精准的理论预测方法、多原子协同位点、可替代氨合成路径以及结合动态谱学技术的进步,我们有望推动单原子催化剂在合成氨领域的应用取得更大突破.

摘要：根据电极材料的不同,分别就硝酸盐、氮氧化物、硝基苯的电还原技术发展进行了论述,并介绍了电化学还原技术中的几种反应器。指出电极材料是影响电化学还原效果的关键因素,开发改性多金属电极和复合薄膜电极已成为电化学还原含氮化合物研究一种趋势。未来的研究重点主要在成本低、对还原产物具有选择性的电极开发,基于三维电极材料的电化学过滤反应器设计,及电极材料的耐久使用和保养再生方面。

摘要：设计出适用于亚硫酰氯（ＳＯＣｌ２）电化学还原现场红外测试的电解池。采用具有时间分辨的电化学现场ＦＴ—ＩＲ差谱法研究ＳＯＣｌ２在铂电极上电化学还原过程，检测出ＳＯ２Ｃｌ２、ＳＯ·ＳＯＣｌ２、（ＳＯ）ｘ、Ｃｌ３Ａｌ（←ＯＳＣｌ２）等中间物种。结果表明这些物种是不稳定的．ＳＯ２Ｃｌ２进一步电还原是全过程的速度控制步骤。根据实验结果讨论了可能的反应步骤。

摘要：近日,南京师范大学的研究团队设计并合成了3个同象的Cu_(3)-X簇合物(Cu_(3)-Cl,Cu_(3)-Br,Cu_(3)-NO_(3))。该化合物由氧心三核铜簇合物({Cu_(3)(μ_(3)-OH)(μ-pz)3(Im)_(3)}^(2+))(记为{Cu_(3)})和反阴离子组成。该{Cu_(3)}团簇活性中心预设计可助力CO_(2)电化学还原制乙烯,相关研究成果发表于《德国应用化学》杂志。

摘要：由三维发泡镍电极H2SO4电解质和阳离子交换膜,组成隔膜式三维发泡镍电解循环装置.利用该装置将3-甲基-4-亚氨基-5-异亚硝基脲嗪(NAU)电还原为3-甲基-4,5-二氨基脲嗪(DAU).比较发泡镍阴极的电流密度,测定不同pH条件下的反应电位.结果表明,发泡镍电极的电流密度比平板镍高77.3%～86.7%,电流效率平均90.3%,NAU还原转化率平均98.4%,电还原能耗平均2.92kWh/kg.恒电流电还原过程出现峰电位,继续延长电还原时间则有副反应产生.分别以传统铁粉还原和电还原的DAU完成下游嘌呤产品的合成,证明电还原产品收率不低于铁粉还原.

摘要：利用可再生能源CO_(2)电化学还原制CO是实现“碳中和”目标及可再生能源储存的有效途径之一。简述了CO_(2)电化学还原的优势及基本反应原理,综述了近年来水溶液中CO_(2)电化学还原制CO金属电催化剂的研究进展。从制备纳米粒子并调控其组成和结构、构筑合金、设计金属中心和配体与载体的结构以及开发单原子催化剂等方面,重点讨论了单金属纳米催化剂、双金属催化剂、金属有机络合物催化剂和单原子催化剂对CO_(2)电化学还原制CO性能的影响及相关反应机理,总结了各类催化剂的优缺点,对CO_(2)电化学还原制CO金属催化剂的发展方向进行了展望。

摘要：通过正交设计，选择最佳条件，使嘌呤的电极过程变为准可逆过程，利用简单准可逆过程的脉冲极谱理论，通过图解法，获得嘌呤的表观动力学参数．嘌呤二个峰的电子传递系数ａ分别为０．０８和０．１４，标准异相速度常数ｋｓ分别为３．５×１０－３ｃｍ／ｓ和２．２×１０－３ｃｍ／ｓ．结合循环伏安法，计算出嘌呤相应峰的形式电位Ｅ０＇分别为－１．１６Ｖ（ＶＳ．ＳＣＥ）和－１．３０Ｖ（ＶＳ．ＳＣＥ）．研究结果表明，Ｅ０＇与嘌呤浓度无关。