一种多晶铜纳米材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种多晶铜纳米材料，所述多晶铜纳米材料的表面及内部存在晶界。在晶界的作用下，所述多晶铜纳米材料在电催化一氧化碳还原过程中具有更低的CO*质子化能垒，且生成乙酸的反应中间体CHCHO*具有更低的形成能，从而实现了一氧化碳到乙酸的高选择性电催化还原。实验结果表明，以本发明专利技术提供的多晶铜纳米材料为催化剂，在传统气体扩散电极流动池中，乙酸的法拉第效率达52％，乙酸的偏电流密度最高达321mA cm

【技术实现步骤摘要】
一种多晶铜纳米材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及能源催化
，尤其涉及一种多晶铜纳米材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]一氧化碳是碳一化学的重要组成部分，作为化工原料和燃料在工业生产中得到了广泛的应用。电催化一氧化碳转化由于其较为温和的转化条件和将难以储存的电能转化为较为稳定的化学能的特征，在未来有较为开阔的应用前景。然而，目前电催化一氧化碳还原仍存在产物选择性低，电流密度小，反应稳定性差等一系列问题。与气相产物相比，液体产物能量密度高，易于储存和分布，具有更明显的优势。然而，经由电催化一氧化碳还原制得的液体产物通常和电解质盐混合，必须经过提纯才能投入工业化使用，使得生产成本进一步增加。因此，筛选出一种能够高效催化一氧化碳还原的催化剂，以及设计一种可通过电催化一氧化碳还原直接制备高浓度以及高纯度乙酸溶液的装置已成为催化领域广为关注的焦点之一。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种多晶铜纳米材料及其制备方法和应用，所述铜纳米材料可作为一氧化碳电还原的催化剂。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多晶铜纳米材料，其特征在于，所述多晶铜纳米材料的表面及内部存在晶界。2.根据权利要求1所述的多晶铜纳米材料，其特征在于，所述多晶铜纳米材料的表面及内部还存在层错。3.根据权利要求1所述的多晶铜纳米材料，其特征在于，所述多晶铜纳米材料的粒径为50～100nm。4.根据权利要求1所述的多晶铜纳米材料，其特征在于，所述多晶铜纳米材料由羟基氯化铜前驱体经周期性电化学反应后制得。5.一种多晶铜纳米材料的制备方法，包括以下步骤：1)将可溶性铜盐和醇类溶剂混合后，再加入环氧丙烷和水再次混合，得到澄清溶液；2)将上述溶液经过陈化后，得到羟基氯化铜前驱体；3)将上述羟基氯化铜前驱体负载在电极材料上，作为电极，经周期性施加氧化电流和还原电流，经电化学反应后得到多晶铜纳米材料。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性铜盐包括二氯化铜和/或二氯化铜水合物；所述醇类溶剂包括异丙醇和/或乙醇；所述可溶性铜盐与醇类溶剂的摩尔比为1：(5～15)；所述醇类溶剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：张梦露，郑婷婷，鲍骏，曾杰，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：