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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)。

1797年，英國化學(xué)家坦南特（即史密森·坦南特，Smitbson Tennant，1761年－1815年， [13] 又譯“臺耐特” [14] 等）用分析的方法測得“固定空氣”含碳27.65%、含氧72.35%。

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）。

1772年，法國科學(xué)家拉瓦錫（即安托萬-洛朗·拉瓦錫，Antoine-Laurent de Lavoisier，1743年－1794年）等用大火鏡聚光加熱放在汞槽上玻罩中的鉆石，發(fā)現(xiàn)它會(huì)燃燒，而其產(chǎn)物即“固定空氣”。同年，科學(xué)家普里斯特利（即約瑟夫·普里斯特利，Joseph Priestley，1733年－1804年）研究發(fā)酵氣體時(shí)發(fā)現(xiàn)：壓力有利于“固定空氣”在水中的溶解，溫度增高則不利于其溶解。這一發(fā)現(xiàn)使得二氧化碳能被應(yīng)用于人工制造碳酸水（汽水）。

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