二氧化碳_水熔盐电化学转化制合成气的研究

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1、分类号：ＴＱ１５１？单位代码？１０２２０密级：ＮｏｒｔｈｅａｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ硕士研究生学位论文二氧化碳／水熔盐电化学转化制合成气的研究论文题目：刘悦：硕士生吴红军教授指导教师：学科专化学工程与技术研究方向‘二氧化碳资源化利用２０１８年６月丨１日StudyofSyngasGenerationfromCarbonDioxideandWaterCo-electrolysisinMoltenSaltsbyLiuYueSupervisor:WuHongjunAThesisSubmittedtotheNorth

2、eastPetroleumUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofEngineeringChemicalEngineering&TechnologyJune2018学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是我在指导教师的指导下进行的研宂工作及取得的研宄成果。据我所知，除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含其它个人己经发表或撰写过的研宂成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名：刮ｆｅ日期：学位论文使用授权声明本人完全了解东

3、北石油大学有关保留、使用学位论文的规定。学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，可以公布论文的全部或部分内容。东北石油大学有权将本人的学位论文加入《中国优秀硕士学位论文全文数据库》、《中国博士学位论文全文数据库》和编入《中国知识资源总库》。保密的学位论文在解密后适用本规定。学位论文作者签名；论文指导教师签名：Ｓ指导小组成员签名：东北石油大学硕士研究生学位论文二氧化碳/水熔盐电化学转化制合成气的研究摘要温室气体二氧化碳的大量排放引起的全球性极端气候

4、问题已成为各国政府、专家及公众的关注焦点，二氧化碳减排已成为全球诸多亟待解决的重大战略课题之一。当前二氧化碳减排的方式主要集中在捕捉和封存等领域，其资源化利用有着更加广阔的研究前景。本研究创新性地提出了CO2/H2O熔盐体系电化学转化制取合成气（H2+CO）的新途径，完成了二氧化碳无害化与高附加值资源化利用的同时实现了合成气中H2与CO摩尔比值（H2/CO）的可控制备。本文进行了熔盐体系CO2/H2O电化学反应的热力学计算、电解质的热稳定性分析，测试了熔盐电解质中CO2/H2O转化的电极过程，确定了最优的熔盐电解质组成及电解条件，考察了氢碳摩尔比（nH:nC）对合成气中H2/CO摩尔比值的

5、影响。循环伏安特性曲线证明CO2/H2O在熔盐体系中可发生电还原反应，还原产物按照所需电解电势由高到低分别为CO、CH4和H2，氧化产物为O2。通过对不同混合碳酸盐配比及不同氢氧化物种类条件下的产物含量、电流效率分析，筛选出Li0.85Na0.61K0.54CO3为最佳混合碳酸盐，LiOH为最优氢源。热稳定性分析表明Li0.85Na0.61K0.54CO3/LiOH电解质在高温环境下保持良好的热稳定性。采用铁丝镍丝分别作阴阳极，在450℃、2.5V、氩气氛围的电解条件下，通过调控Li0.85Na0.61K0.54CO3/nLiOH电解质体系中nH:nC可以实现合成气中H2/CO摩尔比范围在

6、0.50-12.28之间变化。利用低品阶的可再生电能将二氧化碳/水在熔盐体系中高效还原成合成气燃料，既可以“变废为宝”、减少二氧化碳排放，又能满足应用的个性化需求。关键词：二氧化碳；水；合成气；电化学；熔盐II东北石油大学硕士研究生学位论文StudyofSyngasGenerationfromCarbonDioxideandWaterCo-electrolysisinMoltenSaltsABSTRACTTheextremingglobalclimatechangederivingfromvastCO2emissionhasbeencitedasoneofthemajorissueswhi

7、chareurgentlytobesolved,attractingincreasingattentionofgovernments,expertsandthepublic.Currently,mainstrategiesforyieldingCO2emissionarefocusedoncarboncaptureandstorage,andtheresourceutilizationofCO2hasabroadpros