《表1 CO2还原的热力学反应[14]》

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《光电催化二氧化碳能源化利用研究进展》

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CO2分子具有 键的直线型分子结构。碳原子结构为sp型杂化结构，与氧原子形成两个σ键，碳原子中未杂化的p轨道和氧原子中的p轨道形成两个π34键。 键非常稳定，解离能高达750kJ/mol，要实现CO2的活化和 的裂解必须克服高活化势垒且具有非常高的解离能。CO2中碳原子为+4价，还原产物为CO、HCHO、CH3OH和甲烷等、还原过程产生的ΔH0、ΔG0、ΔE0如表1所示[14]。相较于水分解的过程，CO2还原过程需要的ΔG0更多，尤其目标产物为碳氢燃料甲烷、甲醇等。以上过程说明在常温下CO2还原过程从热力学角度进行比较困难。