一氧化碳与二氧化碳转化催化剂
一氧化碳和二氧化碳转化催化剂
一、一氧化碳转化催化剂
随着石油资源的不断消耗、能源问题的日益加剧，研究和开发新的能源体系迫在眉睫。由天然气或煤气化生产合成气（CO+H 2 ），合成气再催化转化合成低碳醇等清洁燃料成为国内外能源化工领域的研究热点。由合成气选择催化合成低碳混合醇是当前C1化学领域十分活跃的研究课题之一。
CO加氢合成低碳醇反应过程通常伴随着甲醇、烃类和CO 2等副产物的生成，高选择性和高活性并具有优良稳定性的催化剂的设计与开发是低碳醇合成技术的关键。
目前研究相对比较集中的催化剂体系主要有改性的甲醇合成催化剂、Cu-Co 基以及
MoS 2 基催化剂体系等。
催化剂研究的重点在于探索活性中心的最佳匹配、构效关系及合成低碳醇的选择性规律等方面，旨在提高低碳醇合成过程的单程转化率、C 2+ OH 选择性和醇产率等。
1改性甲醇合成催化剂
对甲醇合成催化剂Zn-Cr、Cu-Zn 通过添加碱金属助剂改性可获得低碳混合醇。其中改性的Zn-Cr 催化剂操作条件苛刻，要求在高温（350～450 ℃）、高压（12～16 MPa）下进行，具有最大异丁醇选择性。而改进的Cu-Zn 则为低温低压下碱金属促进的甲醇合成催化剂，对合成气转化具有较高的转化率。
关于改性的Zn-Cr 催化剂，主要是K 或Cs 促进的Zn/Cr 尖晶石结构催化剂，碱金属K、Cs 的添加，尤其是Cs 助剂可显著提高目标产物的生成速率。
催化剂的研究通常发生在气固相间，通过对超临界流体中Zn-Cr-K 催化剂上合成气制低碳醇的研究，发现超临界相的存在有利于提高CO 转化率，促进碳链增长，提高C 2＋OH含量，且催化剂对生成醇的选择性随反应温度的变化缓慢。
碱金属的添加也可促使Cu-Zn甲醇合成催化剂上生成低碳醇，其中Cs 是最好的助剂，Rb 和K 次之，但K 价
格相对便宜，通常被用作Cu-Zn 催化剂的助剂。另外，Al 2O 3或Cr 2 O3被用作结构助剂以增加催化剂比表面积和防止烧结。对含Cr 的Cu-Zn催化剂研究表明，Cr 含量显著影响催化剂活性和选
择性，当Cr 含量较低时，催化剂上可获得最优的低碳醇产率，作为结构助剂，使催化剂具有较大的比表面积、抑制Cu 颗粒的烧结，使催化剂具有优良的稳定性。研究发现，助剂Cs 的质量分数对Cu/ZnO/Al 2 O 3 催化剂上合成低碳醇的性能影响显著。
2、Cu-Co 体系催化剂
Cu-Co 体系催化剂又称改性的F-T 合成催化剂。催化剂的主要物相为Cu-Co尖晶石相，在合成气反应介质中，Cu-Co 尖晶石相被消耗，产生高度分开的Cu-Co簇，是醇形成的活性位。通过对共沉淀法和灼烧法制备的Cu-Co 尖晶石化合物的对比研究发现，共沉淀法制得的催化剂具有较高的催化活性与选择性。超声辅助的反相共沉淀法制备的Cu-Co 基催化剂具有较小的颗粒尺寸、较大的比表面积、活性组分高度分散等，可有效提高合成低碳醇的催化性能。随着对制备工艺研究的深入，等离子体和高能球磨等非常规技术也被应用
于Cu-Co 基催化剂的制备。等离子体技术作为一种有效的分子活化和表面改性手段，可产生大量非平衡高能活化物种，使活性组分高度分散且在表面富集，并产生晶格缺陷等效应，提高反应的转化率和目标产物的选择性。
3、MoS 2 基催化剂
MoS 2 基催化剂因具有独特的耐硫性，较高的活性和醇选择性以及寿命长等优点，被认为是最具有应用前景的合成低碳醇催化体系之一。传统硫化钼催化剂对CO 加氢合成低碳醇的反应活性和C 2+ OH选择性均较低，过渡金属尤其是Fe、Co、Ni 的加入，因具
有较强的加氢能力和促进碳链增长的能力，可提高催化剂活性和C 2+ OH 选择性。以Co 作为第二组分添加少量K 助剂的担载型Mo-Co-K 催化剂的研究较多，其中还原态Co 是碳链形成必不可少的组分，且随Co 含量的增大C 2+ OH 选择性增加。贵金属Rh 作为MoS 2 基催化剂的助剂时，可催化反应物分子CO 的解离、插入和加氢等。
MoS 2 基催化剂上低碳醇形成的活性和选择性还受载体的显著影响。通过研究发现活性炭为载体时，催化剂具有较高的活性.
CO 选择催化加氢合成低碳混合醇
是煤炭资源洁净利用的重要途径之一，低碳醇作为燃料和汽油添加剂对国家能源战略具有十分重要的意义。
4、CO甲烷化催化剂
为开发性能较优的合成气甲烷化催化剂，采用固相混合法制备了20%Ni/Al 2 O 3 催化剂，通过H 2 程序升温还原（H 2 -TPR）和X 射线衍射（XRD）表征发现，简单固相混合法制备的催化剂具有较好的分散性和还原性能。在CO 甲烷化反应体系中随着温度、压力和进料比的增大，催化剂稳定性增强；空速增大，催化剂稳定性降低。催化剂由于表面沉积无定形胶质碳
（Cβ）而失活，升高温度和压力会使催化剂表面活性碳物种（Cα）向更稳定的蠕虫状碳（C v）和石墨型碳（C c ）沉积，从而催化剂稳定性增强。
5、CO气相催化合成草酸二乙酯催化剂
利用颗粒强度实验机,对CO 气相催化氧化偶联制草酸二乙酯催化剂的载体和催化剂强度进行测试。结果表明,随焙烧温度的升高,载体和催化剂的破碎强度明显提高,不同类型的Al 2 O 3 ,
其强度差别较大。由不同方式得到的α-Al 2 O 3 的强度也不相同。断裂强度随焙烧温度的升高变化不大。焙烧温度
越高,催化剂强度比载体强度增加得越多。催化剂强度随助催化剂含量增加而增大,但不随活性组分负载量发生明显变化。经1000 h 实验,催化剂的强度没有变化, 符合工业生产的强度要求。6、CO 歧化制备纳米碳纤维催化剂
Fe催化剂上CO歧化制备纳米碳纤维（CNFs）过程中起到一定的催化作用。随着还原时间和温度的增加，催化剂的相态不同，粒径也从20~30 nm增加到
500~2 000 nm。催化剂的相态和粒径对CNFs的生长速率、产率和形貌结构有显著影响。还原处理后催化剂初始粒
径较
大时，催化剂在生长过程中发生多次分裂过程，生成的CNFs直径不均匀；催化剂初始粒径较小时，催化剂上大量积碳
而快速失活。催化剂中同时存在Fe 3 O 4 和Fe时，制备的CNFs弯曲和团聚较为严重。600 ℃还原20 min的催化剂上可获得产率较高、躯干较直且直径较为均匀的CNFs。
7、合成气直接制二甲醚的Cu基双功能催化剂采用共沉淀沉积法制备了一系列CuO /ZnO /Zr O 2 /M nO 2 / HZSM - 5比例不同的二甲醚合成催化剂, 并在
固定床高压流动反应装置上, 以自制的含氮合成气(V(H 2 )∶V(CO) =2. 13)为原料考察了催化剂制备条件和组分比例对催化剂性能的影响. 结果表明, 当共沉淀温度在75℃、pH值在10左右, n(CuO)∶n(ZnO)∶n(Z r O 2 )∶n(M nO 2 ) =1∶1∶0.5∶0.01、m(M nO 2 -(CuO-ZnO - Z r O 2 )∶m(HZSM - 5) =3∶1时, 催化剂的活性和选择性最好, 在反应压力为4.0MPa, 原料空速为1 000 h - 1 , 反应温度为250 ℃时, CO转化率达到87.81%, 二甲醚收率达到65.07%. TPR、XRD、XPS等测试结果表明, 在
M nO 2 -(CuO -ZnO - Zr O 2 ) / HZSM - 5催化剂中, ZnO能提高CuO 组分的分散度, 使活性中心增加, 并与M nO 2 协同作用, 促进电子传递, 增强了催化剂的活性和选择性.
二、CO2转化催化剂
二氧化碳是排放量最大的人为温室气体，也是尚待开发利用的碳资源。解决二氧化碳问题迫在眉睫。二氧化碳储存或填埋成本过高，且对环境可能产生潜在危害，世界各国越来越多地关注二氧化碳化学利用，与二氧化碳化学利用相关的学术论文发表数量逐年快速递增，相关的学术会议也逐年递增。CO 2化
学利用对碳资源利用、化解产能过剩、完善相关产业链有重要意义，CO 2 转化催化剂研究因此受到广泛关注。
1、基于强抗积碳的CO 2 重整镍基催化剂
在早期的研究中，贵金属(Pt、Pd、Rh、Ru 和Ir)因其较高的活性和稳定性常常作为催化剂的活性组分，然而由于其成本昂贵，不易工业化，因此，价格低廉的贱金属Ni 作为贵金属的替代品，逐渐成为研究热点。大量研究表明，催化剂抗积碳性能力直接影响了催化剂的催化活性。
具有载氧性的载体负载活性金属
Ni后，载体表面形成氧空位，可以促进CO 2 活化解离，生成CO 和O，生成的表面O 更容易与CH 4 反应；添加助剂可调整Ni 基催化剂表面酸碱性，增强金属与载体相互作用，提高活性组分的分散度，调变金属原子的电子密度，从而增强催化剂抗积碳性能。稀土金属助剂可促进CO 2 的吸附和解离，从而促进表面O 的生成，生成的表面O更易于与CH4 反应；减小催化剂上Ni 粒子的尺寸，提高催化剂活性组分的分散度，增强载体的碱性和储氧能力以及增强Ni 金属与载体间的相互作用，都能显著提高催化剂的抗积碳性
能。
2、在CO 2 甲烷化反应中等离子体还原催化剂
等离子体还原催化剂具有较小的活性组分粒径、较高的活性组分分散度以及较高的表面碱性，这些特性有利于催化剂活性位对CO 2 的化学吸附，使其在甲烷化反应中表现出较好的低温活性．
3、CH 4 /CO 2 重整反应中Ni- Co 双金属催化剂
CH 4 /CO 2 重整反应是近年来备受关注的一个反应。因为这个反应不仅消除了两种能够产生温室效应的气体，
而且利用这两种气体以1∶1 的反应能够
生成1∶1 的合成气，该合成气可以直接进行F- T反应。Ni- Co 双金属催化剂在该反应中起到良好的催化作用。4、二氧化碳和环氧丙烷共聚催化剂
CO2与环氧丙烷反应制备环状碳酸酯是CO 2资源化的重要方式之一。环状碳酸酯是重要的工业原料，可广泛应用于纺织、印染、电池等方面，同时也是性能优良的溶剂和有机合成中间体。CO2 与环氧烷合成环状碳酸酯的关键在于如何活化热力学性质比较稳定的CO 2 ，因此选择合适的催化剂很重要。
以Co、Zn、Fe金属为中心的新型金属Salen （醛和氨缩聚可以生成一种碱类, 因为是Hugo Schiff发现的,因此一般称之为席夫碱.如果有两个相同的醛分子和一个二胺分子缩聚,生成的螯合席夫碱(Sali-cylaldehydoethylenediamine),一般简称Salen:）配合物，在较温和的反应条件下对二氧化碳与环氧丙烷等脂环族环氧化物共聚起催化作用。
二氧化碳与一氧化碳知识点及练习题
课题3 二氧化碳与一氧化碳 考点1 二氧化碳的性质 ⒈二氧化碳的物理性质：⑴常温下是无色无味的气体；⑵密度比空气大； ⑶能溶于水；（设计实验证明，参看课本P114实验6-5） ⑷CO2固体叫“干冰”。 ⒉二氧化碳的化学性质 （1）二氧化碳不能燃烧，也不能支持燃烧；（实验探究：参看课本P113实验6-4） 更不能供给呼吸（解释“屠狗洞”现象） （2）二氧化碳能与水反应生成碳酸（实验探究：参看课本P114实验6-6） 化学方程式：CO2 + H2O == H2CO3 （3）二氧化碳与石灰水反应 现象：澄清的石灰水变浑浊。原因：生成不溶于水的白色CaCO3沉淀。 化学方程式：CO2 + Ca（OH）2== CaCO3↓+ H2O ①CO2气体的检验 ②长期放置的石灰水，瓶壁会出现一层白色物质 此反应的应用③刚抹过石灰浆的墙壁，生上炭火炉时，墙壁反而更潮湿 ④建筑工人在没有用完的石灰浆上覆盖一层土 ⑤鸡蛋放入石灰水中一会儿取出，可以保鲜 （4）二氧化碳能与炽热的碳反应CO2+ C 2CO （注：此反应为吸热反应，既是化合反应又是氧化还原反应，CO2是氧化剂，C是还原剂）考点2 一氧化碳的性质 ⒈物理性质：通常情况下是无色无味的气体，难溶于水，密度比空气略小。（实验室制取 CO只能用排水法收集） ⒉化学性质 ⑴可燃性：2CO + O2点燃 =====2CO2——作燃料（是煤气的主要成分） 现象：产生蓝色火焰，放出热量。 注意：①CO和H2一样与空气（或氧气）混合时，遇明火可能发生爆炸，点燃前必须验纯（方法与H2一样） ②H2和O2的燃烧火焰是：发出淡蓝色的火焰。 CO和O2的燃烧火焰是：发出蓝色的火焰。 CH4和O2的燃烧火焰是：发出明亮的蓝色火焰。 但：鉴别：H2、CO、CH4可燃性的气体：是看燃烧产物（不可根据火焰颜色） ⑵还原性：CO + CuO Cu + CO2 ——冶炼金属 现象：黑色粉末变红色，澄清的石灰水变浑浊 注意：操作顺序实验时，先通CO，后加热；实验完毕，先停止加热，继续通CO直至
二氧化碳和一氧化碳
课题3二氧化碳和一氧化碳 一、教学内容 二氧化碳和一氧化碳 二、考点清单 1. 掌握二氧化碳的性质和用途。 2. 了解并关注温室效应。 3. 掌握一氧化碳的性质。 4. 理解一氧化碳还原氧化铜的原理及使人中毒的原因。 三、全面突破 知识点1：二氧化碳的性质与用途： 一）二氧化碳的物理性质： 1. 二氧化碳是一种无色无味的气体 2. 能溶于水（在通常状况下，1体积的水约能溶解1体积的二氧化碳，增大压强还会溶解得更多） 3. 密度比空气的密度大。 4. 在一定条件下，二氧化碳气体可以变成固体，固体二氧化碳叫“干冰”，干冰升华时要吸收大量的热。
二）二氧化碳的化学性质： 1. 在通常情况下，CO 2不能燃烧，也不能支持燃烧； 塑料瓶变瘪；鸡蛋进入瓶内。 2. 与水反应：3222CO H O H CO =+（生成的碳酸能使紫色石蕊溶液变红） 碳酸很不稳定，容易分解生成二氧化碳和水：O H CO CO H 223 2+↑=。 3. 二氧化碳与石灰水反应 现象：澄清的石灰水变浑浊。原因：生成不溶于水的白色CaCO 3沉淀。 化学方程式：CO 2 + Ca （OH ）2== CaCO 3↓+ H 2O 此反应的应用? ? ???????
4. 不支持呼吸 三）二氧化碳的用途（） CO2用途利用的性质 灭火CO2不能燃烧，也不能支持燃烧；密度比空气的密度大制冷剂、 人工降雨 干冰升华时吸收大量的热 制啤酒、汽水等碳酸饮料能溶于水，并能与水反应：3 2 2 2 CO H O H CO= +；生成的碳酸很不稳定，容易分解生成二氧化碳和水：O H CO CO H 2 2 3 2 + ↑ = 气体肥料绿色植物利用CO2和水进行光合作用 四）温室效应 1. 温室效应是指由于大气中的二氧化碳含量不断上升，使地面吸收的太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖的现象。除二氧化碳外，能产生温室效应的气体还有臭氧（O3）、甲烷（CH4）、氟氯代烷等。 2. 温室效应将使全球气候变暖，这样将可能导致两极的冰川融化，海平面升高，淹没部分沿海城市；使土地沙漠化、农业减产等。 3. 防治温室效应的有效措施：①减少使用化石燃料；②更多地利用清洁能源，如太阳能、风能、地热能等；③大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林等。 【典型例题】 例1：二氧化碳占空气总体积的0.03%，正常情况下能维持这个含量基本不变是因为自然界存在如图所示的循环过程，图中A处不包括下列哪项（） A. 发展和利用太阳能 B. 植物的呼吸作用 C. 人和动物的呼吸 D. 含碳燃料的燃烧 【解析】二氧化碳的循环使二氧化碳在自然界中相对稳定，对生命活动非常重要，对循环中的每一个环节都要掌握。由题中图示显示，A处应是消耗氧气，产生二氧化碳，B、C、D都符合这一要求。 【答案】A 例2：常用二氧化碳灭火的原因是 A. 它是一种能溶解于水的气体 B. 降温加压下它可以变成固体“干冰” C. 通常状况下，它的密度比空气的密度大 D. 它不能燃烧也不能支持燃烧 【解析】二氧化碳能灭火是因为二氧化碳既不能燃烧也不能支持燃烧，但是氮气也能灭火（氮气不能燃烧也不能支持燃烧），为什么不常用氮气来灭火呢?由于在通常状况下，氮
CO2的催化转化研究进展
CO2的催化转化研究进展 摘要：能源与环境问题已经成为制约当今社会发展的两大主要问题。催化转化二氧化碳，不仅可以减少大气中的二氧化碳含量，解决温室效应带来的环境问题，而且可以提供能源燃料，具有可观的经济效益。本文综述了催化转化二氧化碳的研究进展，介绍了常用的催化材料。 关键词：二氧化碳；催化剂；转化； CO2是引起全球温室效应的气体之一, 特别是近些年来, 随着人类活动的加剧, 大气 中CO2的含量提高得更快, 进一步加剧了温室效应。通过化学转化的途径, 既能消除CO2的影响, 同时将CO2转化成有用的基本化工原料, 这将非常有益于环境和人类自身的发展。 一、CO2催化加氢制二甲醚 二甲醚是高附加值的化学产品，也是优良的新燃料，以廉价的CO2为原料制备二甲醚是一种有效利用CO2的方法，该反应过程对利用小分子碳资源、开发新能源、环保等方面都具有重要的意义，正为各国学者广泛关注，已成为绿色化学的热门课题之一。 1. CO2催化加氢合成二甲醚工艺 目前，CO2制备二甲醚主要有两种工业生产工艺，即两步法和一步法，具体来说，两步法是先合成甲醇，再由甲醇脱水得到二甲醚，将合成甲醇及合成二甲醚两个过程依次进行；一步法是由CO2加氢直接得到二甲醚。热力学上，CO2合成甲醇反应与CO2合成二甲醚反应均为分子量减少的放热反应，在相同反应条件下，对于反应过程中的甲醇浓度，CO2合成二甲醚反应比CO2合成甲醇反应低，较低的甲醇浓度促进CO2转化过程正向进行，即直接合成二甲醚反应比合成甲醇反应的热力学限制小；从设备投资上看，采用一步法将甲醇合成和甲醇脱水两个反应在同一个反应器中进行，一步法比两步法更具经济优势，一步法工艺是催化CO2合成二甲醚的发展趋势。Sosna等采用热力学方法，分析了CO2合成甲醇、合成二甲醚的工艺流程，热力学数值计算结果表明：在合成甲醇反应中的CO2单程转化率为34.02%，在一步法合成二甲醚反应中CO2单程转化率为72.72%，CO2采用一步法转化为二甲醚将获得更大的单程转化率。 2.CO2催化加氢合成二甲醚催化 CO2加氢一步法合成二甲醚是采用化学催化法对CO2进行配位活化实现的，CO2加氢一步法合成二甲醚工艺的关键点和难点是制备高效的CO2活化催化剂。目前，CO2加氢直接合成二甲醚采用由甲醇合成活性中心和甲醇脱水活性中心组成双功能催化剂。在CO2加氢直接合成二甲醚所使用的双功能复合催化剂中，甲醇合成活性组分主要为Cu基催化剂，甲醇脱水活性组分主要为HZSM-5、γ-Al2O3等固体酸。 目前的研究中，甲醇合成催化剂以Cu-Zn基催化剂为主，采用不同的助剂对Cu-Zn基甲醇合成催化剂进行改性，以提高CO2的转化率及二甲醚的选择性，采用HZSM-5分子筛进行脱水以获得二甲醚，使用该类双功能催化剂CO2转化率为15%～44%，二甲醚的选择性为40%～60%，最高达到90%。一步法合成二甲醚较合成甲醇过程有更大的热力学推动力，既能获得较高的CO2转化率，水伴随着二甲醚生成又可抑制逆水煤气反应发生，从而减少
二氧化碳和一氧化碳练习题..
二氧化碳和一氧化碳习题精选（一） 1．有甲、乙、丙三种纯净物，甲是黑色固体，乙、丙为五色气体。点燃时，甲既能生成乙，也能生成丙，丙点燃也能生成乙。在以下关于这三种物质推断的叙述中，正确的是( ) A．甲是一种化合物 B．乙是一氧化碳 C．丙是一氧化碳 D．丙是二氧化碳 2．下图的漫画反映了一氧化碳具有( ) A．还原性 B．剧毒性 C．可燃性 D．氧化性 3．下列二氧化碳的用途中，既与它的物理性质有关，又与它的化学性质有关的是( ) A．生产化肥 B．用来灭火 C．生产纯碱 D．干冰用作制冷剂和用于人工降雨 4．把w克CO2通入足量的澄清石灰水中，得到的沉淀为x克。若先将w克CO2经过：CO2→CO→CO2变化(假定无损耗)，再通入足量的澄清石灰水中，得到的沉淀为y克。则x与y 的关系是( ) A．x=y B．x>y C．x 情况，说明原因)。(1) ；(2) 。 6．“南极的冰化了”，这是中央电视台2002年5月22日《东方时空》中一个节目的标 题，说的是南极一块叫“拉森B”的冰架发生坍塌，其断裂的面积比上海市还大。这是大自 然又一次发出的警告；地球正在变暖!温室效应的影响已经不容忽视。 (1)造成温室效应的主要原因是。 (2)为了减缓温室效应，我们每个人都可以从自己身边做起，比如说双面使用纸张。双 面使用纸张和温室效应之间的关系是。 (3)请再举出一件你可以做到的有利于温室效应的事情。 7．鲜鸡蛋在进行呼吸作用时，通过蛋壳表面的大量微小空隙呼出二氧化碳，为了停止 鸡蛋的呼吸作用，达到保鲜的目的，人们常用石灰水作为鸡蛋的保鲜剂，其原理可用化学方 程式表示为。 8．简答题， (1)实验室为什么不能用稀硫酸跟碳酸钙反应制取二氧化碳? (2)把二氧化碳通入紫色石蕊试液，会产生什么现象?此试液加热煮沸后，会发生什么变 化?冷却后向上述试液投入活性炭并振荡，又发生什么变化? (3)为什么干冰可作制冷剂和人工降雨? (4)为什么用石灰浆粉刷的墙壁几天后就变硬了? (5)为什么有时人走进菜窖会突然晕倒?进入菜窖前应怎样检验并避免发生这种事故? 9．石灰石是我国主要矿产之一。学校研究性学习小组为了测定当地矿山石灰石中碳酸 钙的质量分数取来了一些矿石样品，并取稀盐酸200 g，平均分成4份进行实验，结果如下：实验 1 2 3 4 加入样品的质量／g 5 10 15 20 生成的CO2质量／g 1．76 3．52 4．4 m (1)哪几次反应中矿石有剩余? (2)上表中m的数值是。 (3)试计算这种石灰石矿石中碳酸钙的质量分数。 CO 的催化转化读书报告 2 CO2作为最主要的温室气体,并且全球范围内排放量很大,如果可以将CO2变废为宝，不仅可以保护环境，还会解决世界的能源问题。此读书报告简单介绍几种将CO2转化成有机化合物的方法。 一、CO2与CH4的重整反应合成乙酸 在CH4—CO2体系引入氧改善热力学,在多相催化作用下直接合成乙酸。 CO2是碳的最终氧化态,是高度稳定的分子。CO2在热力学上十分稳定,一般不与O2再发生作用。而在非质子化学体系中,CO2和O2共存时却能发生复杂的化学或电化学反应。CO2在超高真空下和经氧处理后的金属表面上的吸附行为。同CO2在纯净金属晶体表面上的吸附行为相比,Ni(110)面上预吸附氧能够稳定CO2的物理吸附。且脱附反应生成碳酸盐物种,研究中并未发现有表面吸附的CO生成。在氧化的Ni (111)面上存在两个不同CO2的吸附中心,一个产生CO32-,一个产生CO3-。SAWYERDT等首先发现O2可以通过生物或化学方法还原为超氧离子(O2-),这种超氧离子在质子溶液中表现为一种强B碱,而在非质子介质中则是一种强亲核剂,特别容易与羰基碳原子进行亲核反应,形成酸酐或酯基。ROBERTSJL等最先研究了CO2与超氧离子(O2-)间的快速反应,提出了净化学反应式［1］: 就CO2而言,氧的存在也可以促进其物理和化学吸附,而不是解离,即使是物理吸附由于增加了CO2在催化剂表面的富集,进而增加了与甲基自由基或甲基负离子反应的机会,而化学吸附产生的酸酐离子会更有利于羧酸的生成。即在临氧条件下CH4和CO2活化状态和机理可行这一过程为天然气的优化利用和减少温室气体对环境的污染提供了一条极具吸引力的途径。 练习20 二氧化碳和一氧化碳 自主学习 1．下列变化属于物理变化的是( ) A.将二氧化碳制成干冰B．二氧化碳使澄清石灰水变混浊 C．石蕊试液遇二氧化碳变红D．二氧化碳通过灼热的木炭层产生一氧化碳 答案：A 2．二氧化碳的下列用途中，既与物理性质有关，又与化学性质有关的是( ) A.制干冰 B.灭火C．制纯碱D．制尿素 答案：B 3．下列各组物质中的主要成分都可用CaCO3来表示的是( ) A.生石灰，石灰石B．石灰浆，石灰石 C．生石灰，石灰水D．石灰石，大理石 答案：D 4．下列物质中，不能与二氧化碳发生反应的是( ) A.灼热的焦炭B．灼热的氧化铜 C.石蕊试液 D.石灰水 答案：B 5．下列气体排放到空气中，会污染大气的是( ) A.氢气B．氧气C．一氧化碳D．氮气 答案：C 6．一氧化碳在空气中燃烧时的火焰是( ) A.淡蓝色B．蓝色 C.黄色D．苍白色 答案：B 7．下列物质中，既有可燃性，又有还原性的化合物是( ) A．CO2B．CO C．H2D．C 答案：C 8．敞口放置的澄清石灰水，久置空气中石灰水会变________________，说明空气中含有少量的____________________，该反应的化学方程式是____________________. 答案：浑浊二氧化碳 CO2+Ca(OH)2= CaCO3↓+ H2O 基础巩固 9．如图6-10，点燃两支短蜡烛，分别放在白铁皮架的两个阶梯上，把铁皮架放在烧杯里，沿烧杯壁倾倒二氧化碳．在实验过程中观察到的现象是__________________________；说明二氧化碳具有_______________________的性质． 答案：蜡烛由上至下依次熄灭不能燃烧，也不支持燃烧，密度比空气大 10．一氧化碳是一种_____________色、_____________气味、_____________溶于水的气体；在化学性质方面，CO有_____________性和_____________性．一氧化碳中混有一定量的氧气或空气，点火可能________________________.因此，在点燃前必须先___________________. 答案：没有没有难可燃性还原性发生爆炸检验纯度 11．燃烧正旺的煤炉中由下至上发生的反应的方程式为： (1)_________________________________________________________________________, (2)_________________________________________________________________________, (3)_________________________________________________________________________. 答案：(1)C+O2点燃 CO2(2)CO2+C点燃2CO (3)2CO+O2点燃2CO2 一氧化碳和二氧化碳转化催化剂 一、一氧化碳转化催化剂 随着石油资源的不断消耗、能源问题的日益加剧，研究和开发新的能源体系迫在眉睫。由天然气或煤气化生产合成气（CO+H 2 ），合成气再催化转化合成低碳醇等清洁燃料成为国内外能源化工领域的研究热点。由合成气选择催化合成低碳混合醇是当前C1化学领域十分活跃的研究课题之一。 CO加氢合成低碳醇反应过程通常伴随着甲醇、烃类和CO 2等副产物的生成，高选择性和高活性并具有优良稳定性的催化剂的设计与开发是低碳醇合成技术的关键。 目前研究相对比较集中的催化剂体系主要有改性的甲醇合成催化剂、Cu-Co 基以及 MoS 2 基催化剂体系等。 催化剂研究的重点在于探索活性中心的最佳匹配、构效关系及合成低碳醇的选择性规律等方面，旨在提高低碳醇合成过程的单程转化率、C 2+ OH 选择性和醇产率等。 1改性甲醇合成催化剂 对甲醇合成催化剂Zn-Cr、Cu-Zn 通过添加碱金属助剂改性可获得低碳混合醇。其中改性的Zn-Cr 催化剂操作条件苛刻，要求在高温（350～450 ℃）、高压（12～16 MPa）下进行，具有最大异丁醇选择性。而改进的Cu-Zn 则为低温低压下碱金属促进的甲醇合成催化剂，对合成气转化具有较高的转化率。 关于改性的Zn-Cr 催化剂，主要是K 或Cs 促进的Zn/Cr 尖晶石结构催化剂，碱金属K、Cs 的添加，尤其是Cs 助剂可显著提高目标产物的生成速率。 催化剂的研究通常发生在气固相间，通过对超临界流体中Zn-Cr-K 催化剂上合成气制低碳醇的研究，发现超临界相的存在有利于提高CO 转化率，促进碳链增长，提高C 2＋OH含量，且催化剂对生成醇的选择性随反应温度的变化缓慢。 碱金属的添加也可促使Cu-Zn甲醇合成催化剂上生成低碳醇，其中Cs 是最好的助剂，Rb 和K 次之，但K 价 二氧化碳与一氧化碳 二氧化碳与一氧化碳 二氧化碳与一氧化碳 ? 如何将二氧化碳转化为作为资源 现在地球上气温越来越高，是因为二氧化碳增多造成的。空气中含有约%二氧化碳，但由于人类活动（如化石燃料燃烧）影响，近年来二氧化碳含量猛增，导致温室效应、全球气候变暖、冰川融化、海平面升高……。 如何降低二氧化碳在大气中含量是当今刻不容缓要解决的问题和很热 门的课题，将二氧化碳转化为能源物资继续利用就能很好的解决这个问题。大家都知道其实二氧化碳是地球不可缺少的一种气体我们现在要解决的是 如何将多余的二氧化碳转化为能源。 一、二氧化碳作为植物肥料 大家都知道二氧化碳是植物光合作用的必须的条件，二氧化碳有助于植物的生长目前开发的气体肥料主要是二氧化碳，因为二氧化碳是植物进行光合作用必不可少的原料。在一定范围内，二氧化碳的浓度越高，植物的光合作用也越强，主要方程式12H2O + 6CO2 + 光→ C6H12O6 (葡萄糖) + 6O2↑+ 6H2O 所以我们可以通过种植绿色植物将二氧化碳一部分转化为有机物（光合作用>呼吸作用）促进植物的生长，然后将植株用来食用，或发酵成甲烷变成燃料。虽然这个方法减缓二氧化碳的效率很低，但也不失为一个途径来解决。 二、聚二氧化碳 聚二氧化碳一种正在研究的新型合成材料，以二氧化碳为单体原料在双金属配位PBM型（催化剂）作用下，被活化到较高的程度时，与环氧化物发生共聚反应，生成脂肪族聚碳酸酯（PPC），经过后处理，就得到二氧化碳树脂材料。在聚合中加入其它反应物，可以得到各种不同化学结构的二氧化碳树脂。二氧化碳共聚物具有柔性的分子链，容易通过改变其化学结构来调整其性能；较易在热、催化剂、或微生物作用下发生分解，但也可以通过一定的措施加以控制：对氧和其它气体有很低的透过性。以二氧化碳合成的高分子材料具有生物可降解的特性，属于环境友好材料，是目前高分子技术领域重 一氧化碳和二氧化碳相关知识（新人教版） 一、二氧化碳的性质 1、一般情况下，二氧化碳的密度比空气的密度大。 【实验操作】如右图（1），将CQ气体慢慢倒入杯中。 【实验现象】蜡烛自下而上依次熄灭。 【实验分析】二氧化碳气体沿烧杯内壁流下，先聚集在底部，然后逐渐上升，把杯内的空气自下而上排出。 【实验结论】① 一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧； ②一般情况下，二氧化碳的密度比空气的密度大。 2、二氧化碳能溶于水。 【实验操作】如右上图（2 ）向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡。 【实验现象】瓶体变瘪。 【实验分析】二氧化碳溶于水时，使瓶内的气体体积减小，因而压强减小，外界大气压把瓶子压瘪了。 【实验结论】二氧化碳能溶于水。 3、二氧化碳的物理性质：⑴常温下是无色无味的气体（CQ固体叫“干冰”）； ⑵密度比空气大；⑶能溶于水； 4、二氧化碳的化学性质 一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧。 二氧化碳不能供给呼吸。（注意：二氧化碳没有毒性）二氧化碳能与水反应生成碳酸。 【实验操作】 取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花。第一朵纸花喷上稀醋酸，第二朵纸花喷上水，第三朵纸花直接放入盛满二氧化碳的集气瓶中，第四朵纸花喷上水之后，再放入盛满二氧化碳的集气瓶中，观察四朵纸花的颜色变化。然后将第四朵纸花取出，小心烘烤，观察现象。 【实验现象】 ①第一朵小花变红；② 第二朵小花不变色；③ 第三朵小花不变色；④ 第四朵 小花变红；⑤ 第四朵小花被烘烤后由红色变成紫色。 【实验分析】 ①醋酸能使紫色小花变红，说明酸（溶液）可以使紫色石蕊变红；② 水不能使紫色石蕊变红； ③ 二氧化碳不能使紫色石蕊变红；④ 二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红；⑤ 说 明碳酸被分解了。 【化学方程式】 CQ+HO=HCQ和H2CQ=H2O+CE 【注意事项】 ①第二朵、第三朵纸花可以说明：水不能使紫色石蕊变红，二氧化碳不能使紫色石蕊变红，二氧化碳 与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红。 ②纸花必须是干燥的。如果纸花不是干燥的，那么在把第三朵纸花放入水中时，CQ 会与纸花里的水分反应生成碳酸使纸花变红，这样就起不到对照的作用。 ③二氧化碳不能使紫色石蕊变红，但二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红。 二氧化碳转化制备化学品的研究进展 摘要：二氧化碳是主要的温室气体，同时也是一种廉价、丰富的C1资源，将其转化为高附加值化学品具有重要的意义，而如何实现化学转化是一个极具挑战性的科学问题。基于此，本文简要介绍了CO2转化制备化工产品的现状及其发展前景，以期为其高效转化利用提供基础。 关键词：二氧化碳；化学转化；化学品 二氧化碳是工业燃料燃烧的主要产物之一，也是主要的温室气体，在自然界普遍存在，约占大气的体积分数为0.03%。随着碳排放量逐渐增大以及其给环保带来的巨大压力，CO2的减排已成为人们关注的焦点。 CO2的资源化利用是实现其减排的首要途径。CO2 作为一种廉价、丰富的C1 资源，将其转化为高附加值化学品具有重要意义。一般而言，CO2可转化制备的多种不同的化学品，如甲醇、合成气、低烯烃、醚等等。由于CO2具有很高的标准生成热，结构非常稳定，要实现其在温和条件下的化学转化成为一个极具挑战性的科学问题。因此，有必要对CO2转化为燃料、化工中间体等的研究进展进行介绍，从而为进一步实现CO2的高效转化利用提供基础。 1 CO2转化制甲醇 CO2直接催化加氢制甲醇是一个较经济的反应过程，早在1945年首次报道了Cu-Al催化剂上CO2和H2合成甲醇的研究。在5.15MPa和275 oC下，以Cu-Zn-Al2O3为催化剂进行CO2和H2合成反应，CO2的转化率为16%，甲醇的选择性为28%。近年来，报道了采用溶胶-凝胶技术制备Cu-ZnO-SiO2催化剂，在3.0 MPa、220 oC和6000 h-1的条件下，甲醇的选择性大于90%[1]。尽管目前就CO2的转化率及对应甲醇的选择性提高方面都有了一定的研究进展，但就催化机理方面的认识还非常欠缺，如反应的中间产物、催化活性中心等都不明确，这方面的研究尚处于初级阶段[2]。另外，就催化剂的稳定性和耐毒性问题也需要作进一步深入研究。总体而言，二氧化碳转化制甲醇的方法耗能高、投资大、反应条件较为苛刻（～6 MPa，250～300 oC）。 2 CO2转化制碳酸二甲酯（DMC） 碳酸二甲酯中含有甲基、甲氧基、羰基等官能团，具有较低的毒性，是一种很好的环境友好型产品，在工业化应用中展现出潜在的价值。CO2和甲醇合成DMC反应的平衡常数很小，这样将会使得CO2的平衡转化率也很小。通过设计催化剂可以打破反应的化学平衡限制，从而有助于碳酸二甲酯的生成[3]。目前研究的较多的催化剂有锡/钛的烷氧化物、碱/碱土金属碳酸盐和ZrO2基催化剂等等。就锡/钛基催化剂而言，其催化活性较低；在超临界条件下碱/碱土金属碳酸盐也能够催化该反应，但是对应的DMC产率较低。通过引入添加剂CH3I，可以有效的提高DMC的产率。虽然人们已经开展了一系列的研究工作，但是二 一氧化碳与二氧化碳的异同点 相同点：都是由碳、氧两种元素组成的氧化物，同属无机化合物。 不同点： 一、化合价：一氧化碳：碳元素的化合价；二氧化碳：碳元素的化合价。含氧元素质量分数不同：一氧化碳中含氧质量分数为，二氧化碳中含氧质量分数为 二、物理性质： 1、一氧化碳：在通常状况下，一氧化碳是色、味、溶于水的气体，熔点-207℃，沸点-191.5℃。密度空气密度。 ２、二氧化碳： 在通常状况下是一种色、味的气体，溶于水，通常状况下，一体积水可溶解，压强增大溶解能力；二氧化碳密度比空气，在标准状况下密度为1．977g/L，约是空气的1．5倍。二氧化碳毒，但不能供给动物呼吸，是一种窒息性气体。 三、化学性质： 1、一氧化碳： a、可燃性：一氧化碳能够在空气中或氧气中燃烧，生成二氧化碳：方程式为燃烧时发出色的，放出大量的热。因此一氧化碳可以作为气体燃料。与空气混合遇火极易，点燃前必需。 b、还原性：高温时能将许多还原成金属单质，因此常用于的冶炼。如：将色的氧化铜还原成色的金属铜。化学方程式 在炼铁炉炼铁原料为焦炭、铁矿石（Fe2O3）、含氧较多的空气等，条件是高温。你认为可能发生的反应有⑴ ⑵ ⑶ ⑷ ⑸ ⑹ ｃ、毒性：吸入一氧化碳对人体有十分大的伤害。使人中毒的机理是： ２、二氧化碳： ａ、不能燃烧，不能支持燃烧。 ｂ、不能供给呼吸。 ｃ、能溶于水。 二氧化碳能溶于水并与水反应生成，方程式是使紫色石蕊试液变成红色的物质是； 碳酸易分解重新释放出二氧化碳，方程式是，ｄ、二氧化碳可使澄清的石灰水变浑浊，此反应常用于检验二氧化碳的存在：方程式是 ｅ、绿色植物的光合作用，把二氧化碳和水合成碳水化合物。方程式是 3、炉火里的反应：在炉火中由下至上可能发生的化学反应有： ⑴ ⑵ 鉴别一氧化碳和二氧化碳的五种方法： 一是根据密度不同，分别将它们充入气球； 二是根据水溶性不同，分别将它们通入石蕊试液中； 三是根据可燃性不同； 四是根据还原性不同，分别将它们通入灼热的氧化铜中； 五是根据是否与碱溶液反应，分别将它们通入到澄清的石灰水。 【将带火星的木条不能检验二者，因为一氧化碳和二氧化碳都是不支持燃烧的；木炭在氧气中燃烧发出明亮白光是正确的。】 为什么木炭在氧气中燃烧发出明亮白光是正确的?谢谢... 回答 因为木炭在氧气中燃烧，是在纯氧中发生的剧烈氧化反应 CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4 蓝色沉淀生成、上部为澄清溶液质量守恒定律实验 Ca(OH)2+CO2= CaCO3↓+ H2O 澄清石灰水变浑浊应用CO2检验和石灰浆粉刷墙壁 Ca(HCO3)2Δ CaCO3↓+H2O+CO2↑ 白色沉淀、产生使澄清石灰水变浑浊的气体水垢形成.钟乳石的形成 HCl+AgNO3= AgCl↓+HNO3 生成白色沉淀、不溶解于稀硝酸检验Cl—的原理Ba(OH)2+ H2SO4=BaSO4↓+2H2O 生成白色沉淀、不溶解于稀硝酸检验 SO42—的原理 BaCl2+ H2SO4=BaSO4↓+2HCl 生成白色沉淀、不溶解于稀硝酸检验SO42—的原理 Ba(NO3)2+H2SO4=BaSO4↓+2HNO3 生成白色沉淀、不溶解于稀硝酸检验SO42—的原理 FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl 溶液黄色褪去、有红褐色沉淀生成 AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl 有白色沉淀生成 MgCl2+2NaOH = Mg(OH)2↓+2NaCl CuCl2+2NaOH = Cu(OH)2↓+2NaCl 溶液蓝色褪去、有蓝色沉淀生成 CaO+ H2O = Ca(OH)2 白色块状固体变为粉末、生石灰制备石灰浆 Ca(OH)2+SO2=CaSO3↓+ H2O 有白色沉淀生成初中一般不用 Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH 有白色沉淀生成工业制烧碱、实验室制少量烧碱 Ba(OH)2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaOH 有白色沉淀生成 Ca(OH)2+K2C O3=CaCO3↓ +2KOH 有白色沉淀生成 AgNO3+NaCl = AgCl↓+Na NO3 白色不溶解于稀硝酸的沉淀（其他氯化物类似反应）应用于检验溶液中的氯离子 如何将二氧化碳转化为作为资源 现在地球上气温越来越高，是因为二氧化碳增多造成的。空气中含有约0.03%二氧化碳，但由于人类活动（如化石燃料燃烧）影响，近年来二氧化碳含量猛增，导致温室效应、全球气候变暖、冰川融化、海平面升高……。 如何降低二氧化碳在大气中含量是当今刻不容缓要解决的问题和很热门的课题，将二氧化碳转化为能源物资继续利用就能很好的解决这个问题。大家都知道其实二氧化碳是地球不可缺少的一种气体我们现在要解决的是如何将多余的二氧化碳转化为能源。 一、二氧化碳作为植物肥料 大家都知道二氧化碳是植物光合作用的必须的条件，二氧化碳有助于植物的生长目前开发的气体肥料主要是二氧化碳，因为二氧化碳是植物进行光合作用必不可少的原料。在一定范围内，二氧化碳的浓度越高，植物的光合作用也越强，主要方程式12H2O + 6CO2 + 光→ C6H12O6 (葡萄糖) + 6O2↑+ 6H2O 所以我们可以通过种植绿色植物将二氧化碳一部分转化为有机物（光合作用>呼吸作用）促进植物的生长，然后将植株用来食用，或发酵成甲烷变成燃料。虽然这个方法减缓二氧化碳的效率很低，但也不失为一个途径来解决。 二、聚二氧化碳 聚二氧化碳一种正在研究的新型合成材料，以二氧化碳为单体原料在双金属配位PBM型（催化剂）作用下，被活化到较高的程度时，与环氧化物发生共聚反应，生成脂肪族聚碳酸酯（PPC），经过后处理，就得到二氧化碳树脂材料。在聚合中加入其它反应物，可以得到各种不同化学结构的二氧化碳树脂。二氧化碳共聚物具有柔性的分子链，容易通过改变其化学结构来调整其性能；较易在热、催化剂、或微生物作用下发生分解，但也可以通过一定的措施加以控制：对氧和其它气体有很低的透过性。以二氧化碳合成的高分子材料具有生物可降解的特性，属于环境友好材料，是目前高分子技术领域 催化剂在CO2催化转化技术中的应用 王瑞 (西北师范大学甘肃兰州730070) 摘要：简述了CO2的催化消除技术方法，概括了国内外的研究现 状，对CO2催化转化的条件、结果进行了讨论，简述了主要技术 方案的经济可行性。有必要对适合CO2加氢的甲醇合成活性组分 作进一步的研究，以提高CO2加氢直接制二甲醚双功能催化剂的活性、选择性和稳定性。 关键词：CO2；催化转化；应用；探讨 The Summarization in CO2 Catalytic Conversion Wang Rui Abstract：This paper reviewed technologies of catalytic eliminating CO2 methods，including researches at home and abroad．And conditions and results of catalytic conversion CO2were discussed and it summarized main technical programs of economic feasibility．It＇s necessary to enhance activity，selectivity and stability of catalysts through using effective components． Keywords：CO2；catalytic conversion；apllication；discussion 矿物燃料煤、油和天然气的大量燃烧为现代工业和社会发展提供了廉价的能源，同时，也造成全球CO2排放总量不断增长，由此引起的全球变暖已经对人类的生存环境构成威胁。因此，在满足人类对能源日益增长需求的同时，控制温室气体的排放总量是全球共同关心的环境问题，已引起各国政府、产业和学术界的广泛关注。 目前CO2催化消除的主要技术有:（1）合成甲烷气体；（2）加氢生成甲醇、二甲醚、甲酸等；（3）分解成碳。催化剂是这些转化技术中的重要研究部分。 2 国内外研究现状 2.1 CO2的甲烷化技术 CO2甲烷化反应是由法国化学家Paul Sabatier提出的，因此，该反应又叫做Sabatier 反应［1］。反应过程是将按一定比例混合的CO2和H2通过装有催化剂的反应器,在一定的温度和压力条件下反应生成水和甲烷。 CO2的甲烷化反应为放热反应，适宜在较低的温度、较高的H2、CO2比例下进行，关键是选择性能良好的催化剂［2］。 大量研究发现，A12O3、SiO2、TiO2和MgO 等负载的过渡金属Ru、Rh、Ni 和Pd 催化剂都具有良好的催化CO2甲烷化性能。Ru 是CO2甲烷化反应中最具低温催化活性的金属［3］。 2.2 加氢合成甲醇技术 甲醇作为一种基本有机化工产品和环保动力燃料具有广阔的应用前景，CO2 一种选择性、高效的电催化剂用于还原二氧化碳 摘要：使用一种选择性且高效的方式将二氧化碳转化为有用的化学品，对于可再生和可持续能源研究来说仍是一项重大挑战。银是一种很有前途的电催化剂，因为它在常温下就能有选择性的将二氧化碳转化为一氧化碳。然而，传统的多晶银电催化剂则需要较大的过电位。这里我们开发了一种高选择性的纳米多孔银电催化剂，它能够使用电化学方法将二氧化碳转化为一氧化碳，其转化效率高达92%，在中等过电位<0.5v条件下，其活性为多晶银催化剂的3000倍。与多晶银催化剂相比，纳米多孔银电催化剂具有非常高的活性，与其有非常大的电化学反应表面积（约大150倍）和本身内在高活性（约高20倍）相关。纳米多孔银的内在高活性可能是因为弯曲内表面上的中间体CO2-更稳定，其活性位点需要的电压比预期更小，以克服活化能垒所需的驱动反应。 减少由于化石燃料的燃烧产生的温室气体二氧化碳对人类社会至关重要的1-3。理想情况下，人们倾向于将发电厂，炼油厂和石化厂产生的二氧化碳通过可再生能源利用转化为燃料或其他化学品4-6。这种理想的解决方案有着重大的技术挑战，因为二氧化碳是一个完全氧化的热力学稳定的分子7-8。有必要寻找一种较高效率和选择性的合适的催化剂以降低成本9。在过去的二十年里，电催化还原二氧化碳的方法备受关注，因为所需的电力可从低成本的可再生能源如风能、太阳能和波浪中获取10-14。研究人员已经发现了能够在水电解质中利用电化学方法减少CO2的几种潜在的催化剂15-20。例如， Hori等7已经表明，在一个电压约为-0.7V（versus RHE）条件下，多晶金电催化剂可以提供的电流密度为5.0mA/cm-2，一氧化碳的效率为87％。然而，而多晶铜的选择性差，需要的电压接近-1.0V（versus RHE）才能到同样的电流密度（即二氧化碳的还原反应速率）。由于金稀少并且昂贵，所以其不适用于大规模应用。通过催化剂制造和产品分离来减少成本，寻找具有高选择性含量丰富的催化剂，并用于二氧化碳的减排过程显得尤为重要。 将CO2转化为CO对清洁能源来说是一个非常有前途的方法。一氧化碳产物可以用作费-托合成过程中的原料，一个众所周知和充分表征的过程，这种方法多年来已用于工业生产化学品以及从合成气（CO+H2）中制备合成燃料21。通过费-托合成过程中耦合催化作用将二氧化碳还原成一氧化碳来生产合成燃料和工业化学品，估计最大限度减少大气中40％的二氧化碳排放量（见22）。 银作为CO2还原电催化剂是一种很有前景的材料，因为它将二氧化碳转化为一氧化碳过程中具有良好的选择性（81％），且它的成本也远低于其他贵金属催化剂7，23。除此之外，因为银的无机性能，在恶劣的催化环境下，它比其他的均相催化剂更稳定13,18。为了利用其吸引人的特性，近来的研究注意力一直致力于开发具有更高的性能纳米银基电催化剂24。例如，Rosen等9使用银纳米粒子作为离子液体电解质中（1-乙基-3 甲基咪唑四氟硼酸离子液体 EMIM-BF4）的电催化剂，Salehi-Khojin等25研究了颗粒尺寸的影响。在170mV的过电位下，观察到电催化CO2还原为CO。然而，离子液体电解质昂贵并且对湿气敏感。开发具有高活性的基于水电解质的二氧化碳还原系统以便用做大规模应用。在这里，我们证实了纳米多孔银（NP-Ag）催化剂是能够利用电化学方法有效且有选择性的将二氧化碳转化为一氧化碳。不仅是多孔结构为催化反应提供了一个非常大的表面 氧化碳与一氧化碳 二氧化碳和一氧化碳( 3) 主讲：黄冈中学化学高级教师舒 宝生 总结回顾： 一、碳的化学性质 1、常温下具有稳定性 2、可燃性 C＋O2 CO2 2C＋O2 2CO 3、还原性 C＋2CuO 2Cu＋CO2↑ 3C＋2Fe2O3 4Fe＋3CO2↑ 2C＋Fe3O4 3Fe＋2CO2↑ 二、CO2的化学性质 1、一般情况下，不能燃烧也不支持燃烧 2、与水反应CO2＋H2O=H2CO3 3、使澄清的石灰水变浑浊 CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O 吸收CO2：CO2＋2NaOH=N2 CaO3＋H2O 4、氧化性 CO2＋C 2CO 三、CO的化学性质 1、可燃性 2CO＋O2 2CO2 2、还原性 CO＋CuO Cu＋CO2 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 4CO＋Fe3O4 3Fe＋4CO2 3、毒性 四、CO2的制法 1、实验室制法 CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑ 2、工业制法 CaCO3 CaO＋CO2↑ 五、碳和碳的化合物之间的转化： 例1、A～J 都是初中化学中的常见物质，且有如下图所示转化关系（反应条件、其他生成物均已略去）。已知A、C、F均为单质，其中F 为亮红色固体，其他为化合物，其中J 是常用的建筑材料的主要成分，回答下列问题： 1）写出下列物质的化学式： B ___ 、H ________ 、G 2）写出下列反应方程式：C＋E：_ 。 答案： 1) CO ；CaO ；H2O 2) H2＋CuO Cu＋H2O 例2、CO2 是目前大气中含量最高的一种温室气体，科学家正在研究分离出空气中的CO2，然后在催化剂作用下将CO2和H2反应合成汽油、甲醇等有机物。请回答以下问题： 1）如下图，实验室中可选用制取氢气的装置__ （2）某同学设计如下图装置分离CO2和CO。实验开始时关闭活塞b，打开活塞a，让混合气体从导管口进入，所得纯净气体从导管 c 逸出（假设完全反 考点二二氧化碳和一氧化碳的主要性质与用途 知识梳理 黏贴见本子24 易错警示 黏贴25见本子 8、除去CO2中混有的少量CO气体，不能用点燃的办法。因为混合气体的主要成分是CO2，CO2不支持燃烧，因此CO很难被点燃，一般采用将混合气体通过灼热CuO的办法除去CO。 典例精讲 例题：（2012·淮安）某同学为验证炭在氧气中不完全燃烧的产物既有CO又有CO2，设计如图所示流程进行实验，根据所学知识回答相关问题． （1）按上面连接好装置，在装入药品之前，必须进行的操作是； （2）B装置中NaOH浓溶液的作用是； （3）实验开始时，必须先通入混合气体一段时间再点燃酒精喷灯加热，目的 是； （4）根据设计意图，观察到（填写实验现象）时，证明混合气体中既有CO又有CO2； （5）从环保角度分析，该流程设计中的一处明显不足是． 答案：（1）检查装置的气密性。 （2）除去混合气体中的二氧化碳； （3）排净试管中的空气以防止爆炸事故； （4）A中出现浑浊，D中黑色粉末变为银白色． （5）没有尾气处理（吸收）装置． 针对训练 1．（2012〃贵港）二氧化碳气体通入石蕊试液后，再加热溶液，最后溶液的颜色为【】 A．红色B．紫色C．无色D．蓝色 2．（2012〃长春）下列有关CO的说法中，错误 ．．的是 A．表示一个一氧化碳分子 B．由碳、氧两种元素组成 C．两种元素质量比为1:1 D．碳元素的化合价为+2 3．(2012〃岳阳)下列各组气体中，用燃着木条不能 ．．区分的是 A．氧气和空气 B．二氧化碳和氧气 C．氮气和空气D．二氧化碳和氮气 4．(2012〃岳阳)下列有关CO2和CO的叙述，正确的是 A． CO2、CO都能用于灭火 B．二者的组成元素相同，密度也相同C． CO2能使澄清石灰水变浑浊，而CO不能 D． CO还原氧化铁的实验中，不需要进行尾气处理 5全程精炼25页第6题 6全程精炼25页第7题 考点二二氧化碳和一氧化碳的主要性质与用途 知识梳理答案 见黏贴本子24的答案 易错警示答案 粘贴25的答案 针对训练 1B 2C 3D 4C 5全程精炼25页第6题答案 6全程精炼25页第7题答案CO2催化转化
二氧化碳和一氧化碳
一氧化碳与二氧化碳转化催化剂
二氧化碳与一氧化碳
二氧化碳和一氧化碳（3）
主讲：黄冈中学化学高级教师 舒宝生 总结回顾： 一、碳的化学性质 1、常温下具有稳定性 2、可燃性
C＋O2
CO2
2C＋O2
2CO
3、还原性
C＋2CuO
2Cu＋CO2↑
3C＋2Fe2O3
4Fe＋3CO2↑
2C＋Fe3O4
3Fe＋2CO2↑
二、CO2 的化学性质 1、一般情况下，不能燃烧也不支持燃烧
2、与水反应 CO2＋H2O=H2CO3 3、使澄清的石灰水变浑浊
CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O 吸收 CO2：CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O 4、氧化性
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CO2＋C
2CO
三、CO 的化学性质
1、可燃性
2CO＋O2
2CO2
2、还原性
CO＋CuO
Cu＋CO2
3CO＋Fe2O3
2Fe＋3CO2
4CO＋Fe3O4 3、毒性
3Fe＋4CO2
四、CO2 的制法 1、实验室制法 CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑
2、工业制法
CaCO3
CaO＋CO2↑
五、碳和碳的化合物之间的转化：
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例 1、A～J 都是初中化学中的常见物质，且有如下图所示转化关系（反应条件、 其他生成物均已略去）。已知 A、C、F 均为单质，其中 F 为亮红色固体，其他 为化合物，其中 J 是常用的建筑材料的主要成分，回答下列问题：
（1）写出下列物质的化学式：B__________、H__________、G__________。 （2）写出下列反应方程式：C＋E：__________。 答案： （1）CO ； CaO ； H2O （2）H2＋CuO Cu＋H2O 例 2、CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体，科学家正在研究分离出空气 中的 CO2，然后在催化剂作用下将 CO2和 H2反应合成汽油、甲醇等有机物。请回 答以下问题： （1）如下图，实验室中可选用制取氢气的装置__________。
3 / 11如何将二氧化碳转化为能源
一氧化碳和二氧化碳相关知识(新人教版)
二氧化碳转化制备化学品的研究进展
一氧化碳与二氧化碳的异同点
鉴别一氧化碳和二氧化碳的五种方法
如何将二氧化碳转化为能源
催化剂在CO2 催化转化技术中的应用
二氧化碳电催化还原
二氧化碳与一氧化碳
二氧化碳和一氧化碳的主要性质与用途