一种具有超高气相选择性的二氧化碳电还原催化剂制造技术

本发明专利技术公开了一种具有超高气相选择性的二氧化碳电还原催化剂，在去离子水中加入氯化铜，然后加入氢氧化钠水溶液，剧烈搅拌；再加入硼氢化钠水溶液，将所得溶液抽滤干燥；然后将所得固体样品在管式炉内空烧，再将样品在管式炉内氮气氛围下空烧，即得目标材料。本发明专利技术的有益效果是催化效果好，具有高效的气相产物的法拉第效率能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有超高气相选择性的二氧化碳电还原催化剂
本专利技术属于新能源化学与电催化交叉
，涉及一种具有超高气相选择性的二氧化碳电还原催化剂及其制备方法。
技术介绍
煤，石油，天然气等传统化石燃料的燃烧，会在空气中排放出大量的CO2,空气中的CO2浓度过高会造成全球变暖，海平面上升等一系列环境问题，同时空气中的大量CO2也是储量非常丰富的C源，如果能够将CO2转化为具有经济效益的化学品，也能有效的缓解人类所面临的能源危机等一些列问题。目前，能源结构正处于由高碳利用向低碳利用转换的关键时期，CO2引起的全球变暖已成为全世界最关心的环保问题之一。为减少大气中的CO2含量，大力发展低碳技术、通过多种技术手段将CO2进行回收利用是最为有效的方法。在众多CO2转化技术中，电催化CO2还原由于其常温常压下即可实现反应，反应条件温和、操作简单；且在电还原过程中可通过控制电极及反应条件实现对产物的选择性合成。因此相对于其它还原方法，电化学还原CO2具有更好的应用前景。在用于催化CO2还原的许多催化剂中，铜基材料受到了最广泛的关注，铜基材料能够有效的将CO2转化为烃类产品。PeterBroekmann等人用动态氢气泡模板，利用添加剂辅助电沉积法制备了双金属AgCu泡沫材料。该材料中银和铜保持完全的相位分离，纳米银高度分散在铜基体中。将其在温和条件下(200℃,12小时)热退火，可以提高CO2RR产乙醇的选择性。中国科学院化学所韩布兴研究组发现了硒化铜纳米催化剂在二氧化碳电化学还原法生产甲醇过程中的出色表现，在285mV的低过电压下，电流密度可高达41.5mA·cm-2并且法拉第效率为77.6％。该电流密度比目前报道的电流密度高，并且甲醇生产的法拉第效率非常高。复旦大学化学系郑耿锋教授设计合成了一种铜取代的氧化铈纳米棒材料(Cu-CeO2)，实现了Cu在氧化铈上的高度分散；同时，氧化铈纳米棒特异性暴露的(110)面是最易生成氧空穴的晶面，多氧空穴的结构会有利于材料催化还原反应。Cu-CeO2催化ECR反应生成甲烷的法拉第效率达到58％。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有超高气相选择性的二氧化碳电还原催化剂，本专利技术的有益效果是催化效果好，具有高效的气相产物的法拉第效率能。本专利技术所采用的技术方案是按照以下步骤：步骤1：在去离子水中加入氯化铜，然后加入氢氧化钠水溶液，剧烈搅拌；步骤2：再加入硼氢化钠水溶液，将所得溶液抽滤干燥；步骤3：然后将所得固体样品在管式炉内空烧，再将样品在管式炉内氮气氛围下空烧，即得目标材料。进一步，去离子水中加入50-80mg氯化铜，然后加入20-30ml0.5mol/L的氢氧化钠水溶液，剧烈搅拌，再加入20-30ml0.03mol/L硼氢化钠水溶液，将所得溶液抽滤干燥。进一步，固体样品在管式炉内200℃空气氛围下空烧3小时，再将样品在管式炉内300℃氮气氛围下空烧3小时，即得目标材料。附图说明图1是材料透射电镜形貌示意图；图2是电压和法拉第效率关系图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。实施例1在去离子水中加入50-80mg氯化铜，然后加入20-30ml0.5mol/L的氢氧化钠水溶液，剧烈搅拌，再加入20-30ml0.03mol/L硼氢化钠水溶液，将所得溶液抽滤干燥。然后将所得固体样品在管式炉内200℃空气氛围下空烧3小时，再将样品在管式炉内300℃氮气氛围下空烧3小时，即得目标材料。将材料进行电催化二氧化碳还原测试，在-1.3VvsRHE下，气相产物的法拉第效率能达到70％。实施例2在去氮掺杂石墨烯水溶液中加入50-80mg氯化铜，然后加入20-30ml0.5mol/L的氢氧化钠水溶液，剧烈搅拌，再加入20-30ml0.03mol/L硼氢化钠水溶液，将所得溶液抽滤干燥。然后将所得固体样品在管式炉内200℃空气氛围下空烧3小时，再将样品在管式炉内300℃氮气氛围下空烧3小时，即得目标材料。将材料进行电催化二氧化碳还原测试，在-1.3VvsRHE下，气相产物的法拉第效率能达到96％。实施例3在去氮掺杂石墨烯水溶液中加入50-80mg氯化铜，然后加入20-30ml0.5mol/L的氢氧化钠水溶液，剧烈搅拌，再加入20-30ml0.03mol/L硼氢化钠水溶液，将所得溶液抽滤干燥。然后将所得固体样品在管式炉内200℃空气氛围下空烧3小时，再将样品在200℃氮气氛围下对材料处理，所得材料催化二氧化碳电还原，在-1.3V下，气相产物的法拉第效率能达到73％。图1为材料透射电镜形貌示意图。图2是电压和法拉第效率关系图。以上所述仅是对本专利技术的较佳实施方式而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制，凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本专利技术技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有超高气相选择性的二氧化碳电还原催化剂，其特征在于按照以下步骤进行：/n步骤1：在去离子水中加入氯化铜，然后加入氢氧化钠水溶液，剧烈搅拌；/n步骤2：再加入硼氢化钠水溶液，将所得溶液抽滤干燥；/n步骤3：然后将所得固体样品在管式炉内空烧，再将样品在管式炉内氮气氛围下空烧，即得目标材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有超高气相选择性的二氧化碳电还原催化剂，其特征在于按照以下步骤进行：
步骤1：在去离子水中加入氯化铜，然后加入氢氧化钠水溶液，剧烈搅拌；
步骤2：再加入硼氢化钠水溶液，将所得溶液抽滤干燥；
步骤3：然后将所得固体样品在管式炉内空烧，再将样品在管式炉内氮气氛围下空烧，即得目标材料。


2.按照权利要求1所述一种具有超高气相选择性的二氧化碳电还原催化剂，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁汇，谭中豪，吴明铂，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37