CO2电催化转化:理论方法与研究进展

目录序前言第1章 引言 11.1 CO2的排放与消耗概况 11.2 CO2的物理化学特性 31.3 CO2的活化 51.3.1 基本活化方式及沃尔什图 61.3.2 超碱原子团簇对CO2的活化 111.3.3 超卤原子团簇对CO2的活化 131.3.4 电子阴离子化合物对CO2的活化 131.4 CO2电催化还原概况 151.5 CO2电催化还原的基本步骤和影响因素 17参考文献 18第2章 理论计算方法 202.1 **性原理计算 202.1.1 Born-Oppenheimer近似 202.1.2 密度泛函理论 212.1.3 交换关联能量泛函近似 222.2 密度泛函理论的计算误差 242.2.1 方法误差 242.2.2 模型误差 272.3 电催化中的热力学理论 292.3.1 计算氢电极模型 292.3.2 质子-吸附氢穿梭模型 312.3.3 外延法校正模型 382.3.4 双参考模型 432.4 过渡态搜索算法 452.4.1 过渡态结构构建 462.4.2 过渡态计算 482.5 微动力学模拟 52参考文献 62第3章 金属电极还原CO2的理论研究 663.1 金属电极表面CO2电催化还原性能及变化趋势的理论研究 663.2 Cu电极表面CO2电催化还原的机理研究 693.2.1 单碳产物CH4的生成 693.2.2 双碳产物C2H4的生成 733.3 标度关系对传统金属电极性能的限制 753.4 基于理论策略对金属催化剂的改良 79参考文献 81第4章 副反应以及副反应抑制 824.1 氢解离反应 834.2 羟基消除反应 854.3 催化剂中毒 87参考文献 88第5章 多相催化剂还原CO2的理论研究 905.1 负载金属电极材料 905.1.1 金属纳米颗粒电极 915.1.2 一维纳米金属线电极 975.1.3 金属单原子催化剂 985.1.4 金属双原子催化剂 1175.1.5 金属原子链催化剂 1325.2 金属化合物电极材料 1455.3 非金属电极材料 1475.3.1 碳材料电极 1475.3.2 其他非金属材料 153参考文献 156第6章 均相催化剂还原CO2的理论研究 1626.1 金属大环类配体 1636.2 吡啶结构 1656.3 金属螯合配体结构 168参考文献 170第7章 展望 1727.1 拓扑量子材料在CO2电催化还原中的应用 1727.2 应用机器学习研究CO2电催化还原 177参考文献 180附录 182附表1 电催化基本术语 182附表2 物理量的国际单位及常用前缀 183附表3 常用单位换算 184