The invention discloses a graphene-based electrocatalyst based on nitrogen doping. The structure of the electrocatalyst is that the nitrogen-doped calcined hydrotalcite is used as a matrix and graphene is loaded on the matrix. The electrocatalyst has a layered structure and can effectively catalyze the reduction of carbon dioxide to carbon monoxide in heterogeneous system. The electrocatalyst has high selectivity, stability and catalytic efficiency for carbon dioxide. The invention also discloses the preparation method and application of the electrocatalyst.
【技术实现步骤摘要】
基于氮掺杂的石墨烯基电催化剂及其制备和应用
本专利技术涉及纳米材料电催化剂领域。更具体地，涉及一种基于氮掺杂的石墨烯基电催化剂及其制备和应用。
技术介绍
大气中二氧化碳浓度的升高引起了一系列的环境问题，对人类的生产生活产生了很大的不良影响，利用电能这一清洁能源将二氧化碳转化为可再次利用的能源和工业原料具有很好的应用前景，因而备受科学家的青睐。随着纳米技术的兴起，纳米材料在电催化二氧化碳的领域有着越来越广泛的应用。然而，现有的电催化还原二氧化碳中使用的催化剂主要为金、铂等贵金属材料，成本高。此外，在非均相的电催化还原过程中，电催化二氧化碳还原为一氧化碳的效率及选择性均较低，只有少量的二氧化碳还原为一氧化碳。除银和金外，绝大多数金属电极都是产氢气。因此，需要提供一种新的电催化剂，以解决上述存在的问题。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种基于氮掺杂的石墨烯基电催化剂，该电催化剂具有层状结构，能有效地催化非均相体系中二氧化碳还原为一氧化碳，且该电催化剂对二氧化碳具有高的选择性、稳定性、催化效率高。本专利技术的第二个目的在于提供一种基于氮掺杂的石墨烯基电催化剂的制...
【技术保护点】
1.基于氮掺杂的石墨烯基电催化剂，其特征在于，所述电催化剂的结构为：以氮掺杂的焙烧态水滑石为基体，所述基体上负载有石墨烯。
【技术特征摘要】
1.基于氮掺杂的石墨烯基电催化剂，其特征在于，所述电催化剂的结构为：以氮掺杂的焙烧态水滑石为基体，所述基体上负载有石墨烯。2.根据权利要求1中所述的基于氮掺杂的石墨烯基电催化剂，其特征在于，所述焙烧态水滑石选自镍锌铝水滑石、镍铝水滑石和锌铝水滑石的一种。3.如权利要求1-2任一项所述的基于氮掺杂的石墨烯基电催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将铝的盐溶液以及镍和/或锌的盐溶液混合，并加入尿素、氧化石墨烯分散液，混合均匀，得混合液；将所述混合液进行微波消解反应，洗涤干燥后得前驱体，并将该前驱体研磨成粉状；将上述得到的粉状前驱体在还原气氛下煅烧，得所述基于氮掺杂的石墨烯基电催化剂。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，当所述混合液中同时含有铝的盐溶液、镍的盐溶液和锌的盐溶液时，混合液中的镍元素与锌元素的当量比为2:1-1:2，混合液中镍元素和锌元素的总量与铝元素的当量比为3:1-4:1。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述混合液中的金属元素的总量与所述尿素的当量比为1:3-1:5；所述混合液中的金属...
【专利技术属性】
技术研发人员：李文廷，康鹏，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，中国科学院大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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