一种碳负载铋纳米颗粒催化剂的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种碳负载铋纳米颗粒催化剂的制备方法及其制得的碳负载铋纳米颗粒催化剂在CO2电化学还原催化剂中的应用。所述制备方法采用水溶液化学还原方法合成。本发明专利技术通过简单的水溶液化学还原方法制备而得，通过有效调控稳定剂的添加量及碳材料种类，获得纳米结构的金属Bi颗粒，具有较好的分散性，在CO2还原过程中不仅对甲酸盐的选择性高，并且可提高电流密度，可以极大地提高催化剂的电化学表面积，提高了CO2还原活性位点的暴露；减少了电子传质阻力，增加了CO2还原的电流密度，有效提高了CO2的利用率和转化率；制备方法简单、产量大、尤其适合于工业化生产。

Preparation and application of a carbon supported bismuth nanoparticles catalyst

The invention discloses a preparation method of carbon-supported bismuth nanoparticle catalyst and the application of the carbon-supported bismuth nanoparticle catalyst in CO2 electrochemical reduction catalyst. The preparation method is synthesized by aqueous chemical reduction method. The present invention is prepared by a simple chemical reduction method of water-soluble liquids. By effectively regulating the amount of stabilizer and the types of carbon materials, the nanostructured metal Bi particles are obtained, which have good dispersibility. In the process of CO2 reduction, not only the selectivity of formate is high, but also the current density can be increased, and the current density can be greatly improved. The electrochemical surface area of the catalyst improves the exposure of the active sites of CO2 reduction, reduces the resistance of electron mass transfer, increases the current density of CO2 reduction, and effectively improves the utilization rate and conversion rate of CO2. The preparation method is simple and the output is large, especially suitable for industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种碳负载铋纳米颗粒催化剂的制备方法及应用
本专利技术属于二氧化碳电化学还原催化剂制备及应用领域，特别涉及一种高效的碳负载Bi纳米颗粒的制备及其在二氧化碳电化学还原中的应用。
技术介绍
随着工业的迅速发展，煤炭、石油等大量化石燃料的开采和使用，一方面产生了世界范围的能源危机，另一方面排放大量的CO2气体而引发温室效应。减少CO2排放，寻找清洁的新能源，已成为当今全球关注的焦点。CO2作为一种丰富、廉价、潜在的Cl原料，可通过化学方法、光催化、电催化等技术转化为碳基燃料或化学品[DaltonTrans.，39，3347-3357(2010)]。然而，CO2是一种化学性质非常稳定的气体，分子呈直线型、中心对称的结构(O＝C＝O)，只有在特殊的环境下才能还原转化为其他物质，如高温、高压等通过输入能量在催化剂活化条件下促使C＝O双键断键。电化学还原技术利用太阳能、风能等可再生能源所产生的电能驱动还原反应，在在常温常压下可将CO2直接转换为有用的化学品及低碳燃料(甲酸、甲醇、CO和甲烷等碳氢化合物)。整个过程具有可控性，通过选择合适的催化剂，控制电极电势和电解液即可实现目标产物的生产[Chem本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳负载铋纳米颗粒催化剂的制备方法，其特征在于，采用水溶液化学还原方法合成。

【技术特征摘要】
1.一种碳负载铋纳米颗粒催化剂的制备方法，其特征在于，采用水溶液化学还原方法合成。2.如权利要求1所述的碳负载铋纳米颗粒催化剂的制备方法，其特征在于，具体为：将硝酸铋和硝酸溶于去离子水中，搅拌至溶解，加入柠檬酸三钠，得到催化剂前驱体溶液；然后加入碳材料，搅拌后，加入硼氢化钠还原溶液进行还原反应；反应结束后，将所得固体用去离子水洗涤并抽滤，真空干燥即得碳负载铋纳米颗粒催化剂。3.如权利要求2所述的碳负载铋纳米颗粒催化剂的制备方法，其特征在于，所述铋纳米颗粒的粒径为2～5nm。4.如权利要求2所述的碳负载铋纳米颗粒催化剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂前驱体溶液中硝酸铋的浓度为0.2～0.5M。5.如权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔锦丽，张霞，蔡一啸，王敏，徐能能，刘俊宇，彭芦苇，周玥，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31