电催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种电催化剂，该电催化剂包括基底以及负载于所述基底上的金属钴单质。本发明专利技术还提供了该电催化剂的制备方法以及其在二氧化碳还原中的应用。本发明专利技术的电催化剂的独特的纳米结构赋予了其丰富的几何边缘活性位点、较好的产物选择性和较为优秀的法拉第效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
电催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于电化学催化领域，具体涉及一种电催化剂、其制备方法，以及其在电催化二氧化碳还原中的应用。

技术介绍

[0002]电催化二氧化碳还原(CO2RR)作为一种清洁、高效的利用CO2的手段，在降低CO2排放的同时将CO2转化为高附加值产物，对环境改善具有重要意义。而限制其发展和应用的主要因素是高效稳定的电催化剂的合成。
[0003]CO2RR中活性基团*CO2在催化剂表面的吸附方式对最终产物的结构具有决定性的作用。O原子优先吸附到催化剂表面时，最终产物大多数情况为甲酸或甲酸盐。C原子优先吸附在催化剂表面时，经过脱氧形成CO活性中间体，进行后续耦合反应，获得多碳产物。目前，以Ni、Fe、Bi、Sn、Au、Pd等金属为催化剂，可以获得一氧化碳(CO)或甲酸(HCOO
‑
)等电催化CO2还原产物。以金属铜作为催化剂，可以获得多碳产物。由于碳
‑
碳偶联(C
‑
C)涉及多步的质子
‑
电子转移，多碳产物的合成对催化剂的表面结构有更高的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电催化剂，包括基底以及负载于所述基底上的金属钴单质材料。2.根据权利要求1所述的电催化剂，其特征在于，所述金属钴单质材料具有枝晶结构；优选地，所述金属钴单质材料的表面负载有羧酸根离子，优选醋酸根离子。3.根据权利要求1或2所述的电催化剂，其特征在于，所述金属钴材料在所述基底上的0.1
‑
10mg/cm2，优选为0.2
‑
8mg/cm2，更优选为0.4
‑
6mg/cm2；优选地，所述基底选自碳纤维基底，优选选自碳布和碳纸中的一种或多种。4.一种电催化剂的制备方法，包括将可溶性钴盐溶液在基底上进行电化学沉积。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述可溶性钴盐为羧酸钴盐，优选为醋酸钴；和/或所述可溶性钴盐溶液中钴离子的浓度为10
‑
50mmol/L，优选为15
‑
25mmol/L。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述电化学沉积的电压为
‑
1V至
‑
5V，优选为
‑
2V至
‑
4V。7.根据权利要求4
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：殷杰，李庆宇，席聘贤，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：