石墨烯气凝胶工作电极材料及其制备方法、石墨烯气凝胶工作电极及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯气凝胶工作电极材料及其制备方法、石墨烯气凝胶工作电极及其制备方法和应用。该工作电极材料包括石墨烯气凝胶以及负载于石墨烯气凝胶上的纳米氧化亚铜粉，石墨烯气凝胶是以氧化石墨烯和碳纳米管为原料制备得到的三维多孔掺杂CNT石墨烯气凝胶材料。该石墨烯气凝胶工作电极，其包括电极基体和上述石墨烯气凝胶工作电极材料，石墨烯气凝胶工作电极材料附着在电极基体表面。由于纳米氧化亚铜粉能够均匀分布在石墨烯气凝胶的结构中，纳米氧化亚铜粉凝聚的趋势很小，提高了催化剂的稳定性，能够稳定3小时以上，且该石墨烯气凝胶工作电极的制备方法工艺简单，易于操作，具有较佳的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
石墨烯气凝胶工作电极材料及其制备方法、石墨烯气凝胶工作电极及其制备方法和应用
本专利技术涉及电极制备工艺
，具体而言，涉及一种石墨烯气凝胶工作电极材料及其制备方法、石墨烯气凝胶工作电极及其制备方法和应用。
技术介绍
21世纪以来，对于温室效应越来越重视，进行CO2的资源化利用实现碳循环经济已成为国际社会的广泛共识。但CO2性质稳定，目前相对成熟的还原路线如催化加氢甲烷化、合成甲醇、二甲醚和低碳烯烃等均需采用高温、高压，反应条件较为苛刻，因此，反应条件更为温和的CO2电化学还原近年来成为研究热点。电催化二氧化碳还原是溶液中的二氧化碳分子或二氧化碳溶剂化离子从电极表面获得电子发生还原反应的过程。在水溶液中，二氧化碳因在水中溶解度低使得二氧化碳难以扩散到电极表面从而使反应速率低下；有机溶剂、离子液体虽具有导电性好、黏度小、溶解二氧化碳能力强的特点，但使用成本高，且有机溶剂有挥发性，具有毒副作用。因此，现有技术的电催化还原二氧化碳存在有机溶剂使用量高，还原反应效率还有待提高的问题。鉴于此，特提出本专利技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯气凝胶工作电极材料，其特征在于，其包括石墨烯气凝胶以及负载于石墨烯气凝胶上的纳米氧化亚铜粉，所述石墨烯气凝胶是以氧化石墨烯和碳纳米管为原料制备得到的三维多孔掺杂CNT石墨烯气凝胶材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯气凝胶工作电极材料，其特征在于，其包括石墨烯气凝胶以及负载于石墨烯气凝胶上的纳米氧化亚铜粉，所述石墨烯气凝胶是以氧化石墨烯和碳纳米管为原料制备得到的三维多孔掺杂CNT石墨烯气凝胶材料。


2.根据权利要求1所述的石墨烯气凝胶工作电极材料，其特征在于，所述纳米氧化亚铜粉的负载量为0.1～5mg/cm2，优选0.5～3mg/cm2，更优选1～2mg/cm2。


3.根据权利要求1所述的石墨烯气凝胶工作电极材料，其特征在于，所述碳纳米管在原料中的质量比为9～11％，优选10％；
优选地，所述纳米氧化亚铜粉的平均粒径为20nm～60nm。


4.如权利要求1～3任一项所述的石墨烯气凝胶工作电极材料的制备方法，其特征在于，其包括：将所述纳米氧化亚铜粉负载于所述石墨烯气凝胶上。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，将所述纳米氧化亚铜粉和所述石墨烯气凝胶在溶液体系中进行分散混合后，干燥后得到；
优选地，所述石墨烯气凝胶为粉末状；
优选地，所述溶液体系的溶剂包括醇、水以及Nafion溶液，优选地，所述醇包括乙醇和异丙醇，优选地，所述醇与水的体积比为1：5～5：1，所述乙醇和所述异丙醇的体积比为1：5～5：1，所述Nafion溶液与水的体积比为1：5～1：20，所述的Nafion溶液的质量浓度为4～6wt％；
优选地，将所述纳米氧化亚铜粉和所述石墨烯气凝胶在溶液体系中进行分散混合包括：将粉末状的所述石墨烯气凝胶与纳米氧化亚铜粉混合，再加入乙醇、异丙醇、水和Nafion溶液进行超声分散至均匀，其中，优选水为去离子水；
优选地，所述石墨烯气凝胶与所述纳米氧化亚铜粉的质量比为1：1～30。


6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯气凝胶的制备方法包括以下步骤：将氧化石墨烯和碳纳米管的均匀混合物冷冻干燥得到所述三维多孔掺杂CNT石墨烯气凝胶材料；

【专利技术属性】
技术研发人员：崔新安，孙欢欢，经铁，庞晓飞，于珊珊，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11