马春路，孙艳芳，吕宏虹,2，张 慧，李 聘，刘庆龙，沈伯雄

(1. 河北工业大学 能源与环境工程学院，天津 300401；2. 天津市清洁能源利用与污染物控制重点实验室，天津 300401；3. 河北工业大学 化工学院，天津 300401； 4. 南开大学环境科学与工程学院，天津 300350)

0 引 言

由于大气中CO2浓度的增加和化石燃料储量的有限，迫切需要开发设计出高效技术，将温室气体CO2转化为有价值的化学物质储存起来。目前国内外学者已展开了大量的研究，开发捕获、利用和储存CO2新技术。CO2还原反应(carbon dioxide reduction reaction, CO2RR)是将CO2转化为工业化学品和燃料的一条很有前途的途径。此项技术不仅可以解决像化石燃料等不可再生资源短缺的能源危机，还可以减轻CO2对环境所造成的负担，将CO2进行资源化无害化处理。CO2RR包括化学、电催化、光催化和生物等方法，其中电催化方法具有操作简单、占地面积小等优点。

电催化还原CO2的原理是将CO2吸附在电极-电解液界面的催化剂上，在通电条件下部分碳氧键断裂、碳氢键组合生成目标产物，产物再从催化剂表面和电解液中脱附[1-9]。电催化还原CO2不仅具备上述优点，还因其反应条件温和且易于控制而成为了研究的热点[10]。但由于CO2具有一定的稳定性，在电解质水溶液中溶解度较小，所以反应发生的过电位较高[11]，因此CO2电还原的可行性关键取决于开发高活性和选择性的催化剂，降低所需的过电位。目前已经研究的催化材料可分为金属单质材料、金属化合物(如金属氧化物、合金等)、有机分子、生物催化材料以及相应的复合材料等，其中研究最为普遍的为金属催化剂(特别是过渡金属催化剂)。……