一种碳载过渡金属单原子材料的制备方法及电解装置制造方法及图纸

本申请公开了一种碳载过渡金属单原子材料的制备方法。所述材料为过渡金属单原子锚定氟、氮共掺杂的碳纳米片电催剂(M

【技术实现步骤摘要】
一种碳载过渡金属单原子材料的制备方法及电解装置


[0001]本申请涉及一种碳材料载过渡金属单原子材料的制备方法及其在耦合甘油氧化的电解二氧化碳装置中的应用，属于无机催化剂材料和电化学还原CO2


技术介绍

[0002]化石燃料的大量消耗致使大气中CO2浓度逐年上升，使得生物圈、地球、空气和水之间的动态碳循环平衡被破坏，带来了一系列环境问题，严重威胁了人类的生存和发展。随着越来越多的电能来自于无限的可再生能源，利用电化学转化技术将CO2转化为有价值的燃料分子或者原料分子是降低大气中CO2浓度的有效策略。然而，电化学CO2还原(CO2RR)的商业化应用还面临着产物选择性低、催化剂电极成本高、电解能耗高、阳极析氧反应能耗高且价值低等问题。因此，研制低成本、具备高活性、高选择性、良好稳定性的催化剂材料用于电化学CO2还原，同时寻找一种氧化电势较低且有一定价值的氧化反应取代OER可以降低电解CO2的能耗且同时实现阳极反应价值提升。
[0003]金属单原子锚定掺杂碳材料具有独特的电子和几何结构，在催化过程中表现优异的稳定性和催化活性。当前碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳载过渡金属单原子材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a)称取过渡金属前驱体、三聚氰胺和聚四氟乙烯于研钵中研磨均匀；所述过渡金属选自Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn中的至少一种；b)将步骤a)中研磨得到的混合物在惰性气氛下热解，得到过渡金属单原子锚定氟、氮共掺杂碳多孔纳米片材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属前驱体包括硝酸盐、醋酸盐和乙酰丙酮盐中的至少一种。3.据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a)中金属前驱体与三聚氰胺的摩尔比为0.1～1：20～200；三聚氰胺与聚四氟乙烯的质量比为3～15：6～20。4.据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b)中热解的方式为:在500～600℃下保温1～2小时，再升温至800～1000℃保温0.5～2小时。5.一种电解装置，包括阴极，其特征在于，所述阴极上负载有阴极催化剂，所述阴极催化剂包含权利要求1
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4中所述的任一种制备方法制备得到的氟、氮共掺杂碳材料载过渡金属单原子材料。6.根据权利要求5所述的电解装置，其特征在于，所述电解装置还包括阳极、阳极室和阴极室，阳极室和阴极室之间设有隔膜；所述阴极上进行电催化二氧化碳还原反应，所述阳极上进行电催化甘油氧化反应。7.根据权利要求5所述的电解装...

【专利技术属性】
技术研发人员：温珍海，王根香，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：