一种二氧化碳电化学还原催化剂及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种二氧化碳电化学还原催化剂及其制备方法和用途。本发明专利技术的二氧化碳电化学还原催化剂的制备方法，包括如下步骤：1)以二甲基咪唑、六水合硝酸锌和甲醇为原料，经水热反应制备纳米级金属有机骨架材料ZIF‑8；2)将步骤1)得到的纳米级金属有机骨架材料ZIF‑8干燥后，惰性气体氛围中煅烧，得到所述二氧化碳电化学还原催化剂。本发明专利技术的制备方法容易操作、成本低，制得的二氧化碳电化学还原催化剂对二氧化碳还原的电化学还原催化活性高，具有高效的法拉第效率和法拉第电流，由本发明专利技术的二氧化碳电化学还原催化剂制成的电极在二氧化碳电化学还原领域具有良好的应用前景。

A catalyst for electrochemical reduction of carbon dioxide and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳电化学还原催化剂及其制备方法和用途
本专利技术属于催化剂
，涉及一种电化学还原催化剂及其制备方法和用途，特别涉及一种二氧化碳电化学还原催化剂及其制备方法和用途，尤其涉及一种金属有机骨架衍生的氮掺杂碳二氧化碳电化学还原催化剂及其制备方法和用途。
技术介绍
目前，化石燃料的大量燃烧导致温室气体二氧化碳的过量排放，最终导致了一系列环境问题。全球变暖，海洋酸化，极地冰川融化，海平面上升，都是二氧化碳过度排放导致的后果。因此，减少大气中二氧化碳的含量成为人们日益关注的焦点。将二氧化碳电催化还原为燃料或者其他化工产品，是针对减少大气中二氧化碳的含量问题的一种很有应用前景的解决方案。而如何有效的实现电催化二氧化碳还原，寻找高效催化剂是最关键的一环。目前，较为常用的催化剂多为金属类催化剂，金、银、铜、锡(Y.Hori，H.Wakebe，T.Tsukamoto，O.Koga，ElectrochimicaActa，39(1994)1833-1839.)。但是，这类金属催化剂往往具有较高的过电位和较差的稳定性，这些缺点使得金属类催化剂在实际本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化碳电化学还原催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：/n1)以二甲基咪唑、六水合硝酸锌和甲醇为原料，经水热反应制备纳米级金属有机骨架材料ZIF-8；/n2)将步骤1)得到的纳米级金属有机骨架材料ZIF-8干燥后，惰性气体氛围中煅烧，得到所述二氧化碳电化学还原催化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳电化学还原催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
1)以二甲基咪唑、六水合硝酸锌和甲醇为原料，经水热反应制备纳米级金属有机骨架材料ZIF-8；
2)将步骤1)得到的纳米级金属有机骨架材料ZIF-8干燥后，惰性气体氛围中煅烧，得到所述二氧化碳电化学还原催化剂。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述纳米级金属有机骨架材料ZIF-8的制备方法如下：
a)将二甲基咪唑溶解于甲醇中配成溶液A；
b)将六水合硝酸锌溶解于甲醇中配成溶液B；
c)将溶液A与溶液B在室温下混合得到混合溶液，搅拌均匀；
d)将步骤c)搅拌后的混合溶液移入反应釜中进行水热反应，将反应结束后冷却的混合液经离心洗涤步骤，制备得到所述纳米级金属有机骨架材料ZIF-8。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述纳米级金属有机骨架材料ZIF-8的制备方法如下：
a)将1000～1500mg二甲基咪唑溶解于10～20mL的甲醇中配成溶液A；
b)将1000～1200mg六水合硝酸锌溶解于20～40mL的甲醇中配成溶液B；
c)将溶液A与溶液B在室温下混合得到混合溶液，在800～1200rpm的搅拌速度下搅拌1～3h；
d)将步骤c)搅拌后的混合溶液移入含聚四氟乙烯内衬及不锈钢外套的反应釜中，100～150℃条件下水热反应2～5h，将反应结束后冷却的混合液在5000～10000rpm下离心2～8min，倒掉上清液，向下相的纳米级金属有机骨架材料ZIF-8中再加入20～40mL的甲醇溶液，震荡，混合均匀后，重复离心洗涤步骤，制备得到所述纳米级金属有机骨架材料ZIF-8。


4.根据权利要求1-3之一所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述煅烧是在管式炉中进行的；
优选地，步骤2)中，所述煅烧的温度为800～1100℃；所述煅烧的时间为2～4h；
优选地，步骤2)中，所述煅烧的升温速度为3～8℃/min。


5.根据权利要求1-4...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐智勇，郑永龙，杨忠杰，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：北京;11