1、CO2是一種廉價、豐富、天然的C源，將CO2有機資源化循環(huán)利用，在循環(huán)經(jīng)濟和環(huán)境保護領(lǐng)域均具有重要的意義。由于CO2本身熱力學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，常規(guī)的化學(xué)方法較難活化，電化學(xué)方法可利用陰極極強的電子還原能力，在非水電解液中實現(xiàn)CO2的還原，且具有清潔環(huán)保、溫和可控的特點，因此為了CO2的捕集和轉(zhuǎn)化利用，尋找一種成本低、效率高、可循環(huán)利用的CO2吸收劑及活潑性好的電極是關(guān)鍵。因離子液體可重復(fù)利用的環(huán)境友好特性，以及優(yōu)良的電化學(xué)性能，目前在離子液體

2、中研究CO2電化學(xué)還原日益增多，但是眾多研究中離子液體催化機理的研究較少。
　　本課題利用乙腈為溶劑，使其與常規(guī)離子液體復(fù)合來提升電解質(zhì)的電化學(xué)性能，探索離子液體作為支持電解質(zhì)對二氧化碳電還原性能的影響，同時考察了離子液體組成對CO2還原產(chǎn)物電流效率及電流密度的影響。若保持其陰離子部分不變，將咪唑陽離子EMIM+替換為BMIM+，CO2電還原產(chǎn)物CO的電流密度從18mA/cm2增加到52mA/cm2，若只改變陰離子部分并沒有引起明

3、顯的電流密度變化，因此咪唑陽離子起主要催化作用。除此之外，BmimPF6與EmimPF6二元復(fù)合實驗說明CO2還原效率與咪唑陽離子在銅電極表面吸附量有關(guān)。分析催化機理發(fā)現(xiàn)銅電極和吸附的陽離子應(yīng)共同起到催化CO2還原的作用。
　　還以銅作為工作電極，在乙腈電解液中分別加入三種單一離子液體[Emim]BF4、[Bmim]BF4、[Hmim]BF4以及不同摩爾比的復(fù)合離子液體通過循環(huán)伏安法和恒電位電解(CPE)實驗及密度泛函理論進一步探

4、究咪唑陽離子烷基鏈長度對CO2電化學(xué)還原的影響。通過分析可知陽離子在銅電極表面上的吸附量隨陽離子大小順序增加:Emim+＜Bmim+＜Hmim+。CO2電化學(xué)還產(chǎn)物原CO的電流效率隨著烷基鏈長度增加從78％增加到95％，與不同咪性陽離子在電極表面的吸附量的變化一致。電流密度的大小與所形成離子對的強弱有關(guān)。
　　此外，選用三種常規(guī)離子液體[Emim]BF4、[Bmim]BF4和[Bmim]PF6分別與吸收CO2能力較強的氨基功能化離

5、子液體[NH2-amin]BF4二元復(fù)合。CV實驗研究表明CO2在[NH2-amim]BF4(0.9％)-[Bmim]BF4復(fù)合離子液體中有較高的溶解度，還原峰電位較[Bmim]BF4正移0.4V，還原峰電流增大9倍，是一種對CO2電化學(xué)還原具有應(yīng)用前景的復(fù)合離子液體吸收體系，25～60℃溫度下，適當(dāng)提高反應(yīng)溫度有利于CO2的電化學(xué)還原。在[NH2-amim]BF4(0.9％)-[Bmim]BF4體系中，以乙醇和CO2為原料，CH3CH

6、2I為烷基化試劑，溫和條件下進行恒電位電解合成DEC的研究。實驗結(jié)果表明以Cu為工作電極，最佳的反應(yīng)條件為溫度40℃，電解電位為-1.26V(vsAg)，電量為1.5Fmol-1，此條件下DEC的收率為62.3％高于文獻報道中單一離子液體中DEC的產(chǎn)率。為了進一步探究CO2在離子液體中電化學(xué)還原合成DEC的機理，我們在相同的實驗條件下做了對比實驗，實驗結(jié)果表明DEC是電解產(chǎn)生的CO2-陰離子和去質(zhì)子化的咪唑陽離子反應(yīng)形成了[MIM+][