我國(guó)對(duì)世界鄭重承諾：2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，而研發(fā)CO2的碳捕捉和碳利用技術(shù)則是關(guān)鍵。
（1）大氣中的CO2主要來(lái)自于煤、石油及其他含碳化合物的燃燒，CH4與CO2重整是CO2利用的研究熱點(diǎn)之一。該重整反應(yīng)體系主要涉及以下反應(yīng)：
①CH4（g）?C（s）+2H2（g） ΔH1=akJ?mol-1
②CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g） ΔH2=bkJ?mol-1
③2CO（g）?CO2（g）+C（s） ΔH3=ckJ?mol-1
反應(yīng)CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g）的ΔH=
（a-c）
（a-c）
kJ?mol-1。
（2）多晶Cu是目前唯一被實(shí)驗(yàn)證實(shí)能高效催化CO2還原為烴類（如C2H4）的金屬。如圖所示，電解裝置中分別以多晶Cu和Pt為電極材料，用陰離子交換膜分隔開(kāi)陰、陽(yáng)極室，反應(yīng)前后KHCO3濃度基本保持不變，溫度控制在10℃左右。生成C2H4的電極反應(yīng)式為 。
（3）CO2與H2反應(yīng)如果用Co/C作為催化劑，可以得到含有少量甲酸的甲醇。為了研究催化劑的催化效率，將Co/C催化劑循環(huán)使用，相同條件下，隨著循環(huán)使用次數(shù)的增加，甲醇的產(chǎn)量如圖所示，試推測(cè)甲醇產(chǎn)量變化的可能原因 反應(yīng)產(chǎn)生的甲酸腐蝕催化劑，使催化劑活性降低
反應(yīng)產(chǎn)生的甲酸腐蝕催化劑，使催化劑活性降低
。
（4）常溫下，以NaOH溶液作CO2捕捉劑不僅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工產(chǎn)品Na2CO3。用1LNa2CO3溶液將2.33gBaSO4固體全都轉(zhuǎn)化為BaCO3，再過(guò)濾，所用的Na2CO3溶液的物質(zhì)的量濃度至少為 0.11
0.11
mol?L-1。[已知：常溫下Ksp（BaSO4）=1×10-11，Ksp（BaCO3）=1×10-10；忽略溶液體積變化]
（5）某課題組通過(guò)溫和的自光刻技術(shù)制備出富含氧空位的Co（CO3）0.5（OH）?0.11H2O納米線（用CoII表示），測(cè)試結(jié)果表明，該CoII在可見(jiàn)光下具有優(yōu)異的光催化CO2還原活性。分析表明，該CO2還原催化機(jī)理為典型的CoII/CoI反應(yīng)路徑（如圖）。首先，光敏劑（[Ru（bpy）3]2+）通過(guò)可見(jiàn)光照射被激發(fā)到激發(fā)態(tài)（[Ru（bpy）3]2+*），隨后（[Ru（bpy）3]2+*）被TEOA淬滅得到（[Ru（bpy）3]+）還原物種，該還原物種將向CoII供激發(fā)電子將CoII還原為CoI，CoI失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為CoII，同時(shí)失去的電子被轉(zhuǎn)移到吸附在光催化劑表面的CO2上生成CoIICOO-，CoIICOO-再結(jié)合一個(gè)H+轉(zhuǎn)化為CoIICOOH，H+得到一個(gè)電子和CoIICOOH結(jié)合生成CoIICO和H2O（CoIICOOH+H++e-=CoIICO+H2O），CO分子從CoIICO中解吸附釋放出
CoI失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為CoII，同時(shí)失去的電子被轉(zhuǎn)移到吸附在光催化劑表面的CO2上生成CoIICOO-，CoIICOO-再結(jié)合一個(gè)H+轉(zhuǎn)化為CoIICOOH，H+得到一個(gè)電子和CoIICOOH結(jié)合生成CoIICO和H2O（CoIICOOH+H++e-=CoIICO+H2O），CO分子從CoIICO中解吸附釋放出
。（結(jié)合圖示，描述CO2還原為CO的過(guò)程）
