1. 研究目的与意义（文献综述）

工业革命以后，化石燃料燃烧使大气中温室气体含量迅速增长，导致与全球变暖相关的激烈的环境问题，气候变化和海水酸化等 ^[1,2]。此外，化石燃料的枯竭伴随着不可持续的碳排放将带来能源危机的威胁。二氧化碳作为一种最主要的温室气体和一种潜在的碳资源，将co₂转化为高附加值的化工原料和碳氢燃料受到关注 ^[3]。

目前，光催化和电催化二氧化碳还原都有自己的优势，也各有自己的缺点，因此，研究人员进行了一系列相关工作将二氧化碳光催化和二氧化碳电还原相结合。光电协同催化co₂还原是在光和外电场共同作用下的co₂催化还原反应。光电协同催化一方面利用太阳光诱发光生电荷，减少外界电子输入，降低能耗；另一方面利用外加电场作用，提高电流效率和产物的选择性，两者协同作用共同完成高效的co₂光电催化还原^[3]。在光电催化还原co₂的过程中，一部分是电极在光电化学电池中对co₂进行光电化学还原，将二氧化碳转化为液体燃料或其他有机化合物，另一部分是电极上光电化学反应生成了h 和o₂。整个还原过程的反应条件相对温和，以阳光作为直接能量，可以实现人工“光合作用”的模拟。在此反应中，电催化可以促进光电荷的定向传输，光催化可弥补电还原的能耗过高，两者之间协同作用。

co₃o₄是一种尖晶石氧化物。作为一个半导体，它的导带电位是-1.53ev，确保了它还原co₂的热力学可行性^[4]。最近有报告证明了其将co₂还原为各种产物的能力^[5]。禁带宽度为2.07ev，确保了它能高效地利用太阳光。此外，由于它被广泛应用于锂电池阳极和氧还原（odd）的电催化剂，我们清楚地意识到co₃o₄卓越的电化学性能^[6]。因此，我们认为co₃o₄是一种能够很好地实现co₂还原的光电材料。

2. 研究的基本内容与方案

本课题的研究（设计）的目标：

（1）探讨电沉积时间对co氧化物形貌的影响；

（2）利用电化学技术初步探究不同电沉积时间co氧化物对二氧化碳还原反应的光电催化性能；

3. 研究计划与安排

第1——3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需药品、仪器。确定方案，完成开题报告。

第4 ——8周：探寻最佳条件的钴基镀层并表征；

第9 ——12周：对还原产物进行定性和定量检测；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] ziebart c, federsel c, anbarasan p, et al. well-defined iron catalyst for improved hydrogenation of carbon dioxide and bicarbonate.[j]. journal of the american chemical society, 2012, 134(51):2071-2074.

[2]white j l, baruch m f, pander iii j e, et al. light-driven heterogeneous reduction of carbon dioxide: photocatalysts and photoelectrodes[j]. chemical reviews, 2015, 115(23):1288-1291.

[3]陈为, 魏伟, 孙予罕. 二氧化碳光电催化转化利用研究进展[j]. 中国科学:化学, 2017，23(11)：334-336.