一种FeZn基三维自支撑电极的制备及在电催化二氧化碳还原中的应用制造技术

本发明专利技术属于电催化二氧化碳还原技术领域，涉及一种三维自支撑电极材料的制备方法和应用。本发明专利技术的三维自支撑电极材料是以泡沫铜为基底，通过浸入六水三氯化铁、六水硝酸锌、氟化铵以及尿素的混合溶液中，进行水热反应后获得一种FeZn基三维自支撑电极材料。本发明专利技术方法制备的催化剂电极，其原料易得，工艺简单，价格低廉，在以0.5MKHCO3水溶液为电解液的电催化还原体系中，通过调控电极材料的Fe和Zn的比值，可改变催化剂的选择性，当电极材料的Fe和Zn的比值为3:1时，在0.4V的电位下，CO的法拉第效率高达86％。高达86％。高达86％。

【技术实现步骤摘要】
一种FeZn基三维自支撑电极的制备及在电催化二氧化碳还原中的应用


[0001]本专利技术涉及一种FeZn基三维自支撑电极材料的制备及其电催化二氧化碳还原性能(CO2RR)。

技术介绍

[0002]通过电催化的方式将二氧化碳资源化利用是缓解或解决目前人类面临的生态危机的理想途径之一。开发廉价高效的催化剂是推动电催化二氧化碳还原走向工业化的关键。一氧化碳是重要的工业原料，利用CO2还原制备CO具有重要的研究意义。具体的CO2RR反应,采用全密封的双电解池，在阴极一般发生二氧化碳还原：xCO2+nH
+
+ne
‑
→
product+yH2O，与析氢反应：2H
+
+2e
‑
→
H2(g)；在阳极的反应为析氧反应：2H2O
→
O2+4H
+
+4e
‑
，两极电解池之间通过离子膜传递H
+
。CO2RR涉及多电子、多质子的反应途径，其产物也具有多样性。故而，电催化还原二氧化碳方面仍然存在许多根本性的挑战本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种FeZn基三维自支撑电极材料的制备方法，其特征在于：以六水合三氯化铁和六水硝酸锌为原料，于含有尿素和氟化铵的水溶液中使用泡沫铜作为基底，经水热合成得到担载于泡沫铜上的FeZn基三维自支撑电极材料。2.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：具体过程为，将0.1
‑
2.0g(优选范围：0.3
‑
1.9g，更优选0.5
‑
1.8g)六水硝酸锌(Zn(NO3)2·
6H2O)和六水合三氯化铁(FeCl3·
6H2O)0.2
‑
2.0g(优选范围：0.4
‑
1.8g，更优选0.5
‑
1.7g)和尿素2.0
‑
2.8g(优选范围：2.1
‑
2.7g，更优选范围2.2
‑
2.5g)以及氟化铵0.4
‑
1.0g(优选范围：0.4
‑
0.8g，更优选范围0.5
‑
0.6g)溶于50
‑
180mL(优选范围：60
‑
160ml，更优选100
‑
120ml)水中，然后搅拌得溶液；使用泡沫铜作为基底，将裁剪好的泡沫铜斜放入反应釜中并加入搅拌好的溶液进行水热反应，反应温度为110
‑
140℃(优选范围：115
‑
130℃，更优选120
‑
125℃)，反应时间为3h
‑
24h(优选范围：6
‑
12h，更优选6
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8h)，随后取出泡沫铜，去离子水中洗涤并超声，干燥后得到泡沫铜上担载催化剂的电极样品。3.按照权利要求2所述的制备方法，其特征在于：对于作为基底的泡沫铜在使用前需进行前处理，具体过程为，先依次用去离子水、丙酮、去离子水、无水乙醇、去离子水冲洗，之后加入质量浓度20
‑
40％(优选范围：30
‑
38％，更优选35
‑
37％)浓盐酸中超声5
‑
6min后，取出后用水反复冲洗直至洗净泡沫铜表面的盐酸，之后依次用去离子水和无水乙醇分别超声20
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：王薇，袁登辉，马保军，宋旭东，于广锁，
申请(专利权)人：宁夏大学，
类型：发明
国别省市：