过氧化铜和氧化铜的制备及其电化学还原CO2性能研究——推荐一个综合研究型无机化学实验

doi:10.3866/PKU.DXHX202207146

大学化学 >> 2022, Vol. 37 >> Issue (11): 2207146.doi: 10.3866/PKU.DXHX202207146

所属专题：无机化学课程教学(2022)

过氧化铜和氧化铜的制备及其电化学还原CO₂性能研究——推荐一个综合研究型无机化学实验

程鹏玮, 罗镇, 车钰灿, 刘欲文, 柯福生(), 程功臻

武汉大学化学与分子科学学院, 武汉 430072

收稿日期:2022-07-30 录用日期:2022-09-05 发布日期:2022-10-11
通讯作者: 柯福生 E-mail:kefs@whu.edu.cn
作者简介:柯福生, Email: kefs@whu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(22172116);国家自然科学基金(21773176)

Preparation and Study of Copper Peroxide and Copper Oxide for Electrochemical Reduction of CO₂: Recommending a Comprehensive Research Inorganic Chemistry Experiment

Pengwei Cheng, Zhen Luo, Yucan Che, Yuwen Liu, Fusheng Ke(), Gongzhen Cheng

College of Chemistry and Molecular Science, Wuhan University, Wuhan 430072, China

Received:2022-07-30 Accepted:2022-09-05 Published:2022-10-11
Contact: Fusheng Ke E-mail:kefs@whu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

铜基催化剂能高效地将CO₂深度电化学还原(CO₂RR)为多碳烃类化合物，其催化性能与催化剂的结构有关。我们以大学无机化学实验“过氧化钙的制备及含量测定”为基础，设计了集合成、形貌结构表征和CO₂RR的性能应用研究为一体的综合研究型实验。结果表明铜氧化物催化剂的形貌结构对CO₂RR产物的选择性具有显著的差异。本综合研究型实验内容丰富，有助于提升学生化学专业核心素养，符合新时代化学学科的发展要求。

关键词: 电化学还原CO₂, 过氧化铜, 氧化铜, 综合研究型实验

Abstract:

Copper-based catalysts are a kind of metal catalyst that can efficiently and deeply reduce CO₂ electrochemical reduction (CO₂RR) to multi-carbon hydrocarbons. The selectivity and Faraday efficiency of CO₂ electrochemical reduction largely depended on the structure of the catalyst. We improved the task-typical synthesis experiment of "preparation and content determination of calcium peroxide" from an inorganic chemistry experiment to a comprehensive research experiment, which combined the study of structure and morphology of Cu based catalysts for the application of CO₂RR. This comprehensive research experiment showed that the selectivity of different copper oxide catalysts for CO₂RR was significantly different. At the same time, the improved experiment is helpful to enhance the cultivation of students' core quality of chemistry, and more in line with the development of chemistry in the new era.

Key words: Electrochemical reduction of CO₂, Copper peroxide, Copper oxide, Comprehensive research experiment

程鹏玮, 罗镇, 车钰灿, 刘欲文, 柯福生, 程功臻. 过氧化铜和氧化铜的制备及其电化学还原CO₂性能研究——推荐一个综合研究型无机化学实验[J]. 大学化学, 2022, 37(11): 2207146.

Pengwei Cheng, Zhen Luo, Yucan Che, Yuwen Liu, Fusheng Ke, Gongzhen Cheng. Preparation and Study of Copper Peroxide and Copper Oxide for Electrochemical Reduction of CO₂: Recommending a Comprehensive Research Inorganic Chemistry Experiment[J]. University Chemistry, 2022, 37(11): 2207146.

链接本文: https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.DXHX202207146

https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/Y2022/V37/I11/2207146

图/表 4

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编号	m(CuO₂)/mg	V(H₂O₂)/μL	V(H₂SO₄)/mL	V(KMnO₄)/μL
1	–	–	2	10
2	1	–	2	10
3	2	–	2	10
4	4	–	2	10
5	–	10	2	10
6	–	20	2	10
7	–	40	2	10

[1]	吕秋丰,谢琼琳,曹静. 聚苯胺-木质素磺酸复合物的合成及其染料吸附性能——介绍一个综合性研究型实验[J]. 大学化学, 2017, 32(3): 49 -54 .
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过氧化铜和氧化铜的制备及其电化学还原CO₂性能研究——推荐一个综合研究型无机化学实验

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