CN113463115A - Amp作为电解液电化学还原二氧化碳的应用 - Google Patents

Amp作为电解液电化学还原二氧化碳的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113463115A
CN113463115A CN202110743100.3A CN202110743100A CN113463115A CN 113463115 A CN113463115 A CN 113463115A CN 202110743100 A CN202110743100 A CN 202110743100A CN 113463115 A CN113463115 A CN 113463115A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrolyte
carbon dioxide
electrode
reduction
ammonium chloride
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110743100.3A
Other languages
English (en)
Inventor
徐霞
钱文彬
孙培绪
王肖肖
徐建
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui University of Technology AHUT
Original Assignee
Anhui University of Technology AHUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui University of Technology AHUT filed Critical Anhui University of Technology AHUT
Priority to CN202110743100.3A priority Critical patent/CN113463115A/zh
Publication of CN113463115A publication Critical patent/CN113463115A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/23—Carbon monoxide or syngas

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

本发明涉及AMP作为电解液电化学还原二氧化碳的应用，包括2‑氨基‑2‑甲基‑丙醇、溴化十六烷基三甲铵、十六烷基二甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵和十二烷基二甲基氧化胺，所述2‑氨基‑2‑甲基‑丙醇作为水基电解液，所述溴化十六烷基三甲铵、十六烷基二甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基氧化胺依次作为催化表面活性剂通过化学反应用于CO2电催化还原，本发明以AMP水溶液作为电解质，由于位阻效应，其吸收二氧化碳后形成的低稳定性氨基甲酸酯，在电化学还原CO2方面可以促进CO2还原，提高CO2转化效率。本研究的目的是使用由AMP、表面活性剂及水组成的溶液作为电解液，在银催化剂作用下，促进二氧化碳电催化还原性能，实现CO2高效电还原。

Description

AMP作为电解液电化学还原二氧化碳的应用
技术领域
本发明涉及的二氧化碳电化学还原领域，具体涉及AMP作为电解液电化学还原二氧化碳的应用。
背景技术
二氧化碳是主要的温室气体，其排放导致全球气温升高，由此带来的环境问题关系到人类的生存和发展，是人类社会面临的最严峻的挑战之一，研究表明21世纪末CO2排放量将使全球气温上升6℃，大大超过2℃的“安全线”，如果不采取措施必将带来灾难性的后果。矿物燃料燃烧导致大量排放CO2，致使近年全球加速变暖。但是由于煤价格低廉而且燃烧技术发展成熟，引起人类对化石燃料的依赖性，在短时间内很仍是主要的能源来源。碳捕获与封存(CCS)和碳捕获与利用(CCU)是缓解这一问题的希望，电化学CO2还原(ECO2R)是CCU的主要技术之一，它倾向于从源点捕获CO2并使用可再生能源将其转化为有价值的产品。
在CCS中用胺溶剂化学吸收CO2已显示出能够有效捕集CO2，但该技术需要高能量来实现溶剂再生，高能量的需求不仅增加了工艺成本，而且会造成溶剂损失。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供AMP作为电解液电化学还原二氧化碳的应用及其方法。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：
AMP作为电解液电化学还原二氧化碳的应用，包括2-氨基-2-甲基-丙醇、溴化十六烷基三甲铵、十六烷基二甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵和十二烷基二甲基氧化胺，所述2-氨基-2-甲基-丙醇作为水基电解液，所述溴化十六烷基三甲铵、十六烷基二甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基氧化胺依次作为催化表面活性剂通过化学反应用于CO2电催化还原。
步骤S1：将包含1MAMP和1％溴化十六烷基三甲铵的水溶液作为电解质溶液，以银电极为工作电极，铂片为对电极，在3M KCl溶液Ag/AgCl作为参考电极。
步骤S2：将包含0.25MAMP和2％十六烷基二甲基氯化铵的水溶液作为电解质溶液，以银电极为工作电极，铂片为对电极，在3M KCl溶液Ag/AgCl作为参考电极。
步骤S3：将包含0.5MAMP和0.5％十二烷基二甲基氧化胺的水溶液作为电解质溶液，以银电极为工作电极，铂片为对电极，在3M KCl溶液Ag/AgCl作为参考电极。
步骤S4：将包含2MAMP和1.5％十八烷基三甲基氯化铵的水溶液作为电解质溶液，以银电极为工作电极，铂片为对电极，在3M KCl溶液Ag/AgCl作为参考电极。首先用N2冲15min，然后在室温条件下引入CO2，加以-0.91V(V vs RHE)的电压，收集气相还原产物。
步骤S5：包含3MAMP和3％十六烷基二甲基氯化铵的水溶液作为电解质溶液，以银电极为工作电极，铂片为对电极，在3M KCl溶液Ag/AgCl作为参考电极。
优选地，所述步骤S1中，用N2冲15min，然后在室温条件下引入CO2，加以-0.81V和-0.91V(相对于可逆氢电极，RHE)的电压，收集气相还原产物，采用气相色谱法分析还原产物的组成，并进一步计算法拉第效率。
优选地，所述步骤S2中，用N2冲15min，然后在室温条件下引入CO2，加以-0.91V(相对于可逆氢电极，RHE)的电压，收集气相还原产物，采用气相色谱法分析还原产物的组成，并进一步计算法拉第效。
优选地，所述步骤S3中，用N2冲15min，然后在室温条件下引入CO2，加以-0.91V(相对于可逆氢电极，RHE)的电压，收集气相还原产物，采用气相色谱法分析还原产物的组成，并进一步计算法拉第效率。
优选地，所述步骤S4中，用N2冲15min，然后在室温条件下引入CO2，加以-0.91V(相对于可逆氢电极，RHE)的电压，收集气相还原产物，采用气相色谱法分析还原产物的组成，并进一步计算法拉第效率。
优选地，所述步骤S4中，用N2冲15min，然后在室温条件下引入CO2。加以-0.91V(相对于可逆氢电极，RHE)的电压，收集气相还原产物。采用气相色谱法分析还原产物的组成，并进一步计算法拉第效率。
优选地，所述2-氨基-2-甲基-丙醇的浓度范围为0.01-6M。
优选地，所述溴化十六烷基三甲铵、十六烷基二甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵和十二烷基二甲基氧化胺的浓度范围为0.01％-5％。
优选地，电压范围为-0.71---1.1V。
有益效果：
以AMP水溶液作为电解质，由于位阻效应，其吸收二氧化碳后形成的低稳定性氨基甲酸酯，在电化学还原CO2方面可以促进CO2还原，提高CO2转化效率。本研究的目的是使用由AMP、表面活性剂及水组成的溶液作为电解液，在银催化剂作用下，促进二氧化碳电催化还原性能，实现CO2高效电还原。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1本发明在1MAMP电解质溶液中CO和H2的法拉第效率；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1所示，AMP作为电解液电化学还原二氧化碳的应用，包括2-氨基-2-甲基-丙醇、溴化十六烷基三甲铵、十六烷基二甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵和十二烷基二甲基氧化胺，所述2-氨基-2-甲基-丙醇作为水基电解液，所述溴化十六烷基三甲铵、十六烷基二甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基氧化胺依次作为催化表面活性剂通过化学反应用于CO2电催化还原。
将包含1MAMP和1％溴化十六烷基三甲铵的水溶液作为电解质溶液，以银电极为工作电极，铂片为对电极，在3M KCl溶液Ag/AgCl作为参考电极，用N2冲15min，然后在室温条件下引入CO2，加以-0.81V和-0.91V的电压，收集气相还原产物，采用气相色谱法分析还原产物的组成，并进一步计算法拉第效率，实验结果表明生成CO的法拉第效率可以达到84％和92％。
实施例2：
将包含0.25MAMP和2％十六烷基二甲基氯化铵的水溶液作为电解质溶液，以银电极为工作电极，铂片为对电极，在3M KCl溶液Ag/AgCl作为参考电极，用N2冲15min，然后在室温条件下引入CO2，加以-0.91V的电压，收集气相还原产物，采用气相色谱法分析还原产物的组成，并进一步计算法拉第效，实验结果表明生成CO的法拉第效率可以达到99％。
实施例3：
将包含0.5MAMP和0.5％十二烷基二甲基氧化胺的水溶液作为电解质溶液，以银电极为工作电极，铂片为对电极，在3M KCl溶液Ag/AgCl作为参考电极，用N2冲15min，然后在室温条件下引入CO2，加以-0.91V(V vs RHE)的电压，收集气相还原产物，采用气相色谱法分析还原产物的组成，并进一步计算法拉第效率，实验结果表明生成CO的法拉第效率可以达到96％。
实施例4：
将包含2MAMP和1.5％十八烷基三甲基氯化铵的水溶液作为电解质溶液，以银电极为工作电极，铂片为对电极，在3M KCl溶液Ag/AgCl作为参考电极。首先用N2冲15min，然后在室温条件下引入CO2，加以-0.91V(V vs RHE)的电压，收集气相还原产物，，用N2冲15min，然后在室温条件下引入CO2，加以-0.91V(V vs RHE)的电压，收集气相还原产物，采用气相色谱法分析还原产物的组成，并进一步计算法拉第效率，实验结果表明生成CO的法拉第效率可以达到87％。
实施例5：
包含3MAMP和3％十六烷基二甲基氯化铵的水溶液作为电解质溶液，以银电极为工作电极，铂片为对电极，在3M KCl溶液Ag/AgCl作为参考电极，用N2冲15min，然后在室温条件下引入CO2。加以-0.91V(V vs RHE)的电压，收集气相还原产物。采用气相色谱法分析还原产物的组成，并进一步计算法拉第效率，实验结果表明生成CO的法拉第效率可以达到85％。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料过着特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式，显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.AMP作为电解液电化学还原二氧化碳的应用，其特征在于：包括2-氨基-2-甲基-丙醇、溴化十六烷基三甲铵、十六烷基二甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵和十二烷基二甲基氧化胺，所述2-氨基-2-甲基-丙醇作为水基电解液，所述溴化十六烷基三甲铵、十六烷基二甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基氧化胺依次作为催化表面活性剂通过化学反应用于CO2电催化还原。
步骤S1：将包含1MAMP和1％溴化十六烷基三甲铵的水溶液作为电解质溶液，以银电极为工作电极，铂片为对电极，在3M KCl溶液Ag/AgCl作为参考电极。
步骤S2：将包含0.25MAMP和2％十六烷基二甲基氯化铵的水溶液作为电解质溶液，以银电极为工作电极，铂片为对电极，在3M KCl溶液Ag/AgCl作为参考电极。
步骤S3：将包含0.5MAMP和0.5％十二烷基二甲基氧化胺的水溶液作为电解质溶液，以银电极为工作电极，铂片为对电极，在3M KCl溶液Ag/AgCl作为参考电极。
步骤S4：将包含2MAMP和1.5％十八烷基三甲基氯化铵的水溶液作为电解质溶液，以银电极为工作电极，铂片为对电极，在3M KCl溶液Ag/AgCl作为参考电极。
步骤S5：包含3MAMP和3％十六烷基二甲基氯化铵的水溶液作为电解质溶液，以银电极为工作电极，铂片为对电极，在3M KCl溶液Ag/AgCl作为参考电极。
2.根据权利要求1所述的AMP作为电解液电化学还原二氧化碳的应用，其特征在于：所述步骤S1中，用N2冲15min，然后在室温条件下引入CO2，加以-0.81V和-0.91V的电压，收集气相还原产物，采用气相色谱法分析还原产物的组成，并进一步计算法拉第效率。
3.根据权利要求1所述的AMP作为电解液电化学还原二氧化碳的应用，其特征在于：所述步骤S2中，用N2冲15min，然后在室温条件下引入CO2，加以-0.91V的电压，收集气相还原产物，采用气相色谱法分析还原产物的组成，并进一步计算法拉第效。
4.根据权利要求1所述的AMP作为电解液电化学还原二氧化碳的应用，其特征在于：所述步骤S3中，用N2冲15min，然后在室温条件下引入CO2，加以-0.91V的电压，收集气相还原产物，采用气相色谱法分析还原产物的组成，并进一步计算法拉第效率。
5.根据权利要求1所述的AMP作为电解液电化学还原二氧化碳的应用，其特征在于：所述步骤S4中，用N2冲15min，然后在室温条件下引入CO2，加以-0.91V的电压，收集气相还原产物，采用气相色谱法分析还原产物的组成，并进一步计算法拉第效率。
6.根据权利要求1所述的AMP作为电解液电化学还原二氧化碳的应用，其特征在于：所述步骤S4中，用N2冲15min，然后在室温条件下引入CO2，加以-0.91V的电压，收集气相还原产物。采用气相色谱法分析还原产物的组成，并进一步计算法拉第效率。
7.根据权利要求1所述的AMP作为电解液电化学还原二氧化碳的应用，其特征在于：所述2-氨基-2-甲基-丙醇的浓度范围为0.01-6M。
8.根据权利要求1所述的AMP作为电解液电化学还原二氧化碳的应用，其特征在于：所述溴化十六烷基三甲铵、十六烷基二甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵和十二烷基二甲基氧化胺的浓度范围为0.01％-5％。
9.根据权利要求1所述AMP作为电解液电化学还原二氧化碳的应用，其特征在于：所述的电压范围为-0.71---1.1V。
CN202110743100.3A 2021-07-01 2021-07-01 Amp作为电解液电化学还原二氧化碳的应用 Pending CN113463115A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110743100.3A CN113463115A (zh) 2021-07-01 2021-07-01 Amp作为电解液电化学还原二氧化碳的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110743100.3A CN113463115A (zh) 2021-07-01 2021-07-01 Amp作为电解液电化学还原二氧化碳的应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113463115A true CN113463115A (zh) 2021-10-01

Family

ID=77876997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110743100.3A Pending CN113463115A (zh) 2021-07-01 2021-07-01 Amp作为电解液电化学还原二氧化碳的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113463115A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102597328A (zh) * 2009-10-27 2012-07-18 陶氏益农公司 改良的银阴极活化
CN111534829A (zh) * 2020-05-22 2020-08-14 安徽工业大学 一种含低共熔溶剂的水基电解液及其应用
US20210031137A1 (en) * 2018-02-14 2021-02-04 Nedertandse Organisatie voor toegepast natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Integrated electrochemical capture and conversion of carbon dioxide
US20210047743A1 (en) * 2018-03-05 2021-02-18 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Method for electrochemically reducing carbon dioxide
CN112543821A (zh) * 2018-07-10 2021-03-23 塞彭公司 用于从含co2的气体生产一氧化碳和氢气的方法和系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102597328A (zh) * 2009-10-27 2012-07-18 陶氏益农公司 改良的银阴极活化
US20210031137A1 (en) * 2018-02-14 2021-02-04 Nedertandse Organisatie voor toegepast natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Integrated electrochemical capture and conversion of carbon dioxide
US20210047743A1 (en) * 2018-03-05 2021-02-18 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Method for electrochemically reducing carbon dioxide
CN112543821A (zh) * 2018-07-10 2021-03-23 塞彭公司 用于从含co2的气体生产一氧化碳和氢气的方法和系统
CN111534829A (zh) * 2020-05-22 2020-08-14 安徽工业大学 一种含低共熔溶剂的水基电解液及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Machado et al. CO2 capture and electrochemical conversion
CN103041827B (zh) 一种燃料电池用氮掺杂纳米碳电催化剂及其制备和应用
US8658016B2 (en) Carbon dioxide capture and conversion to organic products
CN107326392B (zh) 一种析氢析氧催化剂的制备方法
Nguyen et al. Operation of the alkaline direct formate fuel cell in the absence of added hydroxide
KR101764797B1 (ko) 이산화탄소를 합성가스로 변환하기 위한 유동 셀 반응 장치
Garg et al. Studies on degradation of copper nano particles in cathode for CO2 electrolysis to organic compounds
CN103898548A (zh) 利用石墨烯和TiO2纳米管光电催化还原CO2的方法
AU2018332238A1 (en) Electrolytic ammonia production using transition metal oxide catalysts
Omasta et al. Two pathways for near room temperature electrochemical conversion of methane to methanol
CN109692711A (zh) 一种CeO2和Co3O4杂化Ce-MOF/Co-MOF复合催化剂的制备方法及应用
CN107020075A (zh) 二氧化碳电化学还原单质铋催化剂及其制备和应用
Landon et al. Electrochemical concentration of carbon dioxide from an oxygen/carbon dioxide containing gas stream
CN109778215A (zh) 光电催化还原二氧化碳的三元结构电极及制备方法与应用
CN111534829B (zh) 一种含低共熔溶剂的水基电解液及其应用
CN113463115A (zh) Amp作为电解液电化学还原二氧化碳的应用
Yıldız et al. Parametric study on electrochemical reforming of glycerol for hydrogen production
CN110965075A (zh) 一种二氧化碳电化学还原电极的制备及其应用
CN116288513A (zh) 一种铋/碳酸氧铋纳米片催化剂及其制备方法和应用
CN114032581B (zh) 一种离子液体介质电化学重构金属表面用于电催化还原二氧化碳的方法
CN115537865A (zh) 一种纳米化泡沫银电极的应用及其制备方法
CN105070925B (zh) 燃料电池催化剂Pt‑CrN/石墨烯复合体的制备和应用
Ruth et al. An overview of photoelectrochemical cells (PEC): Mimicking nature to produce hydrogen for fuel cells
Awad et al. Impact of toluene contamination on the oxygen reduction at polycrystalline platinum electrode: Poisoning and mitigation
Wei et al. The potential of coupled water electrolysis with electrochemical wastewater treatments

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20211001

RJ01 Rejection of invention patent application after publication