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1766年,英國(guó)科學(xué)家卡文迪許(即亨利·卡文迪許,Henry Cavendish,1731年-1810年)成功地用汞槽法收集到了“固定空氣”,并用物理方法測(cè)定了其比重及溶解度,還了它和動(dòng)物呼出的和木炭燃燒后產(chǎn)生的氣體相同。
1896年,瑞典化學(xué)家阿累尼烏斯(即斯萬(wàn)特·奧特·阿累尼烏斯,Svante August Arrhenius,1859年-1927年)通過(guò)計(jì)算指出,大氣中二氧化碳濃度增加一倍,可使地表溫度上升5~6℃。
1787年,拉瓦錫在發(fā)表的論述中講述將木炭放進(jìn)氧氣中燃燒后產(chǎn)生的“固定空氣”,肯定了“固定空氣”是由碳和氧組成的,由于它是氣體而改稱為“碳酸氣”。同時(shí),拉瓦錫還測(cè)定了它含碳和氧的質(zhì)量比(碳占23.4503%,氧占76.5497%),揭示了二氧化碳的組成。
二氧化碳的電化學(xué)還原是一個(gè)利用電能將二氧化碳在電解池陰極還原而將氫氧根離子在電解池陽(yáng)極氧化為氧氣的過(guò)程,由于還原二氧化碳需要的活化能較高,這個(gè)過(guò)程需要加一定高電壓后才能實(shí)現(xiàn),而在陰極發(fā)生的氫析出反應(yīng)的程度隨電壓的增加而加大,會(huì)抑制了二氧化碳的還原,故二氧化碳的還原需要有合適的催化劑,以致二氧化碳的電化學(xué)還原往往是個(gè)電催化還原過(guò)程。這個(gè)過(guò)程的簡(jiǎn)單機(jī)理為:⑴電解池陰極:在初始階段,二氧化碳被吸附在陰極催化劑表面,形成中間產(chǎn)物(反應(yīng)式①);然后電子在兩個(gè)電極間電勢(shì)差的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移數(shù)可能是2、4、6、8、12,還原產(chǎn)物隨電子轉(zhuǎn)移數(shù)的不同而可能是一氧化碳、甲酸根、甲酸等(反應(yīng)式②-④)。⑵電解池陽(yáng)極:水溶液中發(fā)生析氫反應(yīng),產(chǎn)生氫氣(反應(yīng)式⑤、⑥)。
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