过渡金属-氮配位的碳凝胶电催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及电催化技术领域，公开了一种过渡金属‑氮配位的碳凝胶电催化剂及其制备方法和应用，制备方法包括步骤：(1)将吡啶羧酸溶于无机碱溶液，再加入过渡金属盐形成有机物单体溶液；(2)再依次加入吡咯的溶液和过硫酸铵的溶液，在低温下聚合形成凝胶；(3)凝胶经洗涤、干燥、氮气焙烧、酸洗处理，得到本发明专利技术的碳凝胶电催化剂。该制备方法化学反应机理较为清晰，制备方法操作简单，易于大规模工业化生产。所制备的催化剂具有明确配位结构，应用于电催化CO

Transition metal nitrogen coordinated carbon gel electrocatalysts and their preparation methods and Applications

【技术实现步骤摘要】
过渡金属-氮配位的碳凝胶电催化剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及电催化
，具体涉及一种过渡金属-氮配位的碳凝胶电催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来，随着化石燃料急剧消耗，人类对于能源的需求量越来越大，开发一种清洁、可持续的能源已经成为未来科技的发展趋势。电还原CO2转化技术不仅可以减轻全球因CO2过多排放导致的环境问题，还能将其转化成有高附加值的碳基化学品及液体燃料，比如产生的C1类产品包括甲酸、CO、CH4等；C2类产品包括乙醇、乙烯等。其中CO作为合成气的原料，不仅能用来生产多种化学产品，还可以利用F-T反应制备油类燃料，从而真正意义地实现碳循环。在学者们的不断探索下，电还原CO2转化技术在生产CO方面取得颇多成果。包括贵金属基催化剂(Au、Ag、Pd)、过渡金属(Fe、Co、Ni、Cu、Mn)和杂原子(N、S、P、B)掺杂的碳基催化剂、无金属-碳基催化剂在内的研究，都表现出了产生CO的良好性能，但是由于贵金属昂贵的成本限制，近年来，碳基催化剂这一类既清洁又高效的催化剂逐渐成为研究热点。然而，目前碳基催化剂尚存在低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过渡金属-氮配位的碳凝胶电催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)将吡啶羧酸溶于无机碱溶液，加入过渡金属盐，超声溶解形成过渡金属-氮配位的有机物单体溶液；/n(2)向步骤(1)的有机物单体溶液中依次加入吡咯的溶液和过硫酸铵的溶液，在低温下聚合形成凝胶；/n(3)将步骤(2)的凝胶经洗涤、干燥、氮气焙烧、酸洗、干燥处理，得到所述过渡金属-氮配位的碳凝胶电催化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种过渡金属-氮配位的碳凝胶电催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将吡啶羧酸溶于无机碱溶液，加入过渡金属盐，超声溶解形成过渡金属-氮配位的有机物单体溶液；
(2)向步骤(1)的有机物单体溶液中依次加入吡咯的溶液和过硫酸铵的溶液，在低温下聚合形成凝胶；
(3)将步骤(2)的凝胶经洗涤、干燥、氮气焙烧、酸洗、干燥处理，得到所述过渡金属-氮配位的碳凝胶电催化剂。


2.根据权利要求1所述的过渡金属-氮配位的碳凝胶电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述无机碱与吡啶羧酸的摩尔比按照无机碱中氢氧根和吡啶羧酸中羧基摩尔比为0.5～1.5:1。


3.根据权利要求1所述的过渡金属-氮配位的碳凝胶电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述过渡金属盐为过渡金属的氯盐、硝酸盐和硫酸盐；所述过渡金属包括铜、锰、铁、钴和镍。


4.根据权利要求1所述的过渡金属-氮配位的碳凝胶电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述吡咯溶液中吡咯质量浓度为40mg·ml-1～200mg·ml-1，溶剂为异丙醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯阳，张怡凯，杨彬，李中坚，雷乐成，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33