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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(gè)過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，故二氧化碳的高效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)電催化還原過程。這個(gè)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(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電解池陽極：水溶液中發(fā)生析氫反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣（反應(yīng)式⑤、⑥）。

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(diǎn)為-56.6℃，沸點(diǎn)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(shí)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。

二氧化碳是碳氧化合物，是一種無機(jī)物，不可燃，通常也不支持燃燒，低濃度時(shí)無毒性。它也是碳酸的酸酐，屬于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，其中碳元素的化合價(jià)為+4價(jià)，處于碳元素的價(jià)態(tài)，故二氧化碳具有氧化性而無還原性，但氧化性不強(qiáng)。

CO2分子形狀是直線形的，其結(jié)構(gòu)曾被認(rèn)為是：O=C=O。但CO2分子中碳氧鍵鍵長為116pm，介于碳氧雙鍵（鍵長為124pm）和碳氧三鍵（鍵長為113pm）之間，故CO2中的碳氧鍵具有一定程度的叁鍵特征。
現(xiàn)代科學(xué)家一般認(rèn)為CO2分子的中心原子碳原子采取sp雜化，2條sp雜化軌道分別與2個(gè)氧原子的2p軌道（含有一個(gè)電子）重疊形成2條σ鍵，碳原子上互相垂直的p軌道再分別與2個(gè)氧原子中平行的p軌道形成2條大π鍵。
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