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二氧化碳（carbon dioxide），一種碳氧化合物，化學(xué)式為CO2，化學(xué)式量為44.0095   ，常溫常壓下是一種無色無味  或無色無嗅（嗅不出味道）而略有酸味  的氣體，也是一種常見的溫室氣體  ，還是空氣的組分（占大氣總體積的0.03%-0.04%  ）。在物理性質(zhì)方面，二氧化碳的熔點為-56.6℃，沸點為-78.5℃，密度比空氣密度大（標(biāo)準(zhǔn)條件下），溶于水。在化學(xué)性質(zhì)方面，二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑，熱穩(wěn)定性很高（2000℃時僅有1.8%分解），不能燃燒，通常也不支持燃燒，屬于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，因與水反應(yīng)生成的是碳酸，所以是碳酸的酸酐。

3世紀(jì)時，中國西晉時期的張華（232年－300年）在所著的《博物志》一載了一種在燒白石（CaCO3）作白灰（CaO）過程中產(chǎn)生的氣體，這種氣體便是如今工業(yè)上用作生產(chǎn)二氧化碳的石灰窯氣。

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，拉瓦錫還測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極氧化為氧氣的過程，由于還原二氧化碳需要的活化能較高，這個過程需要加一定高電壓后才能實現(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)還原往往是個電催化還原過程。這個過程的簡單機(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）；然后電子在兩個電極間電勢差的作用下發(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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