一方面，生物质炭化成碳纳米材料可在实现生物质资源化的同时有效的沉积大气中过量的二氧化碳（Carbon dioxide, CO2）。另一方面，全球大气中CO2的浓度已经突破历史最高值，在碳基催化剂的作用下通过电化学手段实现其资源化转化具有很高的研究和应用前景。

②研究目的与意义；

以富N生物质如苔藓、紫花苜蓿等为原料制备功能材料用于催化CO2还原，通过考察富N生物质基碳纳米材料中N原子赋存形态及其催化CO2还原的机理和转化途径，研究N原子定向转化及掺杂在此反应体系下反应机制，从而构筑富N生物质基碳纳米材料中N原子定向转化及掺杂的热化学可控制备技术，并实现其结构与功能的有效调控，对于实现富N生物质高值化和资源化利用以及CO2资源化和能源化战略目标，具有十分重要的意义。

③主要论点与论据；

CO2高效资源化和能源化是当前环境与能源领域研究热点。电化学还原是实现CO2低能耗资源化的重要研究方向之一。高效电化学还原催化剂的研制是提升CO2还原效率的关键。非金属杂原子掺杂催化剂可有效提高CO2电化学还原性能。生物质是制备非金属杂原子掺杂碳纳米材料的可靠原料。富N生物质基碳纳米材料可催化O2还原，但其催化CO2还原机理尚不明确。

④创见与创新；

1）提出以富N生物质为原料制备富N生物质基碳纳米功能材料，获得N原子赋存形态与CO2电化学还原反应速率和还原产物间的科学联系，探究此类功能材料催化CO2电化学还原机理及转化途径。

2）建立富N生物质基碳纳米材料定向改性方法，提高富N生物质基碳纳米材料在催化CO2还原反应中催化性能和催化速率，实现富N生物质基碳纳米材料结构与功能的有效调控。

⑤社会经济效益，存在的问题；

研究仍处于基础与应用基础研究阶段，尚未开展成果应用于转化，但可以预期其对于提供一种廉价易得、非金属的二氧化碳电化学还原催化剂具有十分积极的意义。

⑥历年获奖情况；

⑦成果简介要向社会公开，请不要填写商业秘密内容。

1）以富氮的生物质为原料通过热解耦合水热反应的方法制备了富氮功能性碳材料，建立了全组分定向材料化利用的方法，形成了富氮生物质材料利用新思路；

2）所制备的富氮功能性碳材料由于具有高表面积和适当浓度的含氮功能基团，这使其具有优异的电化学催化活性和持久的稳定性，可在水性介质中可以将CO2转化为CH4、C2H4、CH3OH及CH3CH2OH等有机产物。