Photoelectrochemical reduction of Carbon dioxide by metal-complexes-membrane electrodes

金属配合物膜电极光电化学还原二氧化碳

基本信息

  • 批准号:
    06453114
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.8万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    1994
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1994 至 1995
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Object : Phtochemical reduction of CO_2 is considered to be one of the most pro-mising approaches to photochemical conversion and storage of solar energy. An aqucous system of Ruthenium (II) -bipyridine complexes-methylviologen (MV^<2+>) -triethanolamine is one of homogeneous photosinsitized reductions of CO_2. In thissystem tricthanolamine is exhausted as sacrificial electron donor. With a view to search a cyclic system, we study on photoelectrochemical CO_2 reduction using coated membrane electrodes containing complexes and MV^<2+> without sacrificial clectron donor. Additionally photocatalytic reduction of CO_2 was studied using TiO_2 in suspension in liquid CO_2 and supercritical CO_2.Results :1.The electrode covered by the membranes containing Ru (bpy)_3^<2+> and MV^<2+> formed the largest photocurrent in the potential below -0.2 V.This indicates that Ru (bpy)_3^<2+> and MV^<2+> system in the membrane was most effective in generating photoc-urrent.2.In the Ru (bpy)_3^<2+> and MV^<2+> membrane system, exclusively II_2 was found as the reduction product. The electrode electrodeposited Pt or Ru reduced photoelectro-chemically CO_2 to produce malonic acid, acetic acid and formic acid as reduction products.3.We found that CO_2 was reduced by two stage reactions, that is, CO_2 fluid was photoc-atalytically reduced with TiO_2 in suspension and then protonated to formic acid by water addition.
目的:光化学还原CO_2被认为是最有前景的光化学转化和太阳能储存方法之一。钌(II)-联吡啶络合物-甲基紫精(MV 2+ )-三乙醇胺的水性体系是CO_2的均相光敏还原反应之一。在该系统中,三乙醇胺作为牺牲电子供体被耗尽。为了寻找循环系统,我们研究了使用含有配合物和MV^<2+>的涂层膜电极在不牺牲电子供体的情况下光电化学CO_2还原。另外还研究了悬浮液中的TiO_2和超临界CO_2对CO_2的光催化还原。结果:1.含有Ru(bpy)_3^<2+>和MV^<2+>膜覆盖的电极形成了最大的光电流在低于-0.2 V的电位下。这表明膜中的Ru (bpy)_3^<2+>和MV^<2+>系统最有效地产生photoc-urrent.2.在Ru(bpy)_3^<2+>和MV^<2+>膜系统中,仅发现II_2作为还原产物。电极电沉积Pt或Ru对CO_2进行光电化学还原,生成还原产物丙二酸、乙酸和甲酸。 3.我们发现CO_2的还原是通过两阶段反应进行的,即CO_2流体被TiO_2光催化还原悬浮液中,然后通过加水质子化为甲酸。

项目成果

期刊论文数量(34)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
K.Adachi,K.Ohta.T.Mizuno: "Photocatalytic Reduction of CO_2 to Hydrocarbon using Cu-TiO_2" Solar Energy. 53. 187-190 (1994)
K.Adachi,K.Ohta.T.Mizuno:“利用 Cu-TiO_2 光催化还原 CO_2 为碳氢化合物”太阳能。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Mizuno,K.Ohta,A.Sasaki,A.Kawabe: "Effect of temperature on electrochemical reduction of high-pressure CO_2 with In, Sn, and Pb electrodes" Energy Sources. 17. 503-508 (1995)
T.Mizuno,K.Ohta,A.Sasaki,A.Kawabe:“温度对 In、Sn 和 Pb 电极电化学还原高压 CO_2 的影响”能源。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Mizuno,A.Naito,K.Ohta: "Electrochemical reduction of CO_2 in metanol at -30℃" J.Electroanal.Chem.391. 199-201 (1995)
T.Mizuno,A.Naito,K.Ohta:“-30℃下甲醇中CO_2的电化学还原”J.Electroanal.Chem.391(1995)。
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
M.Tanahashi,T.Mizuno K.Ohta,A.Saji: "Photoelectrochemical reduction of CO_2 in water by tris (2,2′bipyridine) Ruthenium (II) and methyl viologen incorporated into coated Nafion membranes" Proc.'95 Asian Conf. on Electrochemistry. May 28-31,1995,Osaka. 174
M.Tanahashi、T.Mizuno K.Ohta、A.Saji:“通过三(2,2联吡啶)钌 (II) 和甲基紫精掺入涂层 Nafion 膜对水中 CO_2 进行光电化学还原”Proc.95 亚洲会议1995 年 5 月 28-31 日,大阪。
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Mizuno, K.Adachi, K.Ohta: "Effect of CO_2 pressure on photocatalytic reduction of CO_2 using TiO_2 in aqueous solutions" J.Photochem.Photobio.A Chem.(in press).
T.Mizuno、K.Adachi、K.Ohta:“CO_2 压力对水溶液中使用 TiO_2 光催化还原 CO_2 的影响”J.Photochem.Photobio.A Chem.(印刷中)。
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