一种无定型纳米金属铜催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种无定型纳米金属铜催化剂及其制备方法与应用。本发明专利技术首创性地利用超临界二氧化碳和电还原的方法将晶体纳米金属铜转变成无定型纳米金属铜催化剂。无定型结构增加了催化剂对二氧化碳的活化能力，同时增加了中间产物一氧化碳在催化剂上的覆盖度，提高了铜在二氧化电还原中对多碳含氧中间体的吸附，实现了二氧化碳到多碳醇的高选择性。本发明专利技术提供了一条绿色且高效的二氧化碳化学固定和资源化途径，对二氧化碳的利用和缓解其环境影响具有重要意义。影响具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种无定型纳米金属铜催化剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于化学化工领域，具体涉及一种无定型纳米金属铜催化剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着化石能源的大量消耗，大气中二氧化碳的浓度急剧上升，已经超过400ppm，在过去的几十年里造成一系列环境与社会问题。将二氧化碳高效转化为高附加值的化学品是目前全世界亟需解决的重要问题，其中电催化转化是最具前景的方法之一。
[0003]通过电化学方法可将二氧化碳转化成多种产物，包括一氧化碳、烃类、酸类、醇类等。近年来，电化学催化转化二氧化碳的研究取得了显著进展。通过设计不同催化材料、电解液和反应装置，可以显著提高电催化还原二氧化碳的选择性和活性。相对于气体产物，液体产物具有较高能量密度，并且利于运输，具有重要的研究和实用价值。其中，乙醇和丙醇等多碳醇不仅是常用的溶剂和燃料，还是工业上重要的化学品。因此利用电化学方法将二氧化碳转化为多碳醇具有重要的意义。
[0004]铜基催化剂被认为是最具前景的将二氧化碳转化成多碳产物的金属催化剂。在过去的几十年里，为了提高多碳产物的选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无定型纳米金属铜催化剂的制备方法，包括下述步骤：1)将铜化合物溶于油胺，并向所得溶液中加入抗坏血酸，超声溶解，加热进行反应，得到晶体纳米金属铜；将所述晶体纳米金属铜用溶剂洗涤后，分散到甲醇中，得到晶体纳米金属铜甲醇分散液；2)将所述晶体纳米金属铜甲醇分散液转移至高压釜内，将高压二氧化碳加入反应釜内，一定温度下搅拌反应一定时间，泄压，得到无定型的铜的氧化物；3)将所述无定型铜的氧化物复合在碳纸上，作为工作电极，经电化学还原后，得到无定型纳米金属铜催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述铜化合物可选自下述至少一种：硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、乙酸铜、乙酰丙酮铜，优选为乙酰丙酮铜；所述铜化合物与抗坏血酸的质量比为1:1
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1:10；所述反应的温度为100
‑
200℃；所述反应的时间为2
‑
8h；所述洗涤的溶剂选自下述任意一种混合液：乙醇/正己烷、乙醇/环己烷、甲醇/正己烷、甲醇环己烷混合液，优选为乙醇/正己烷；优选的，所述混合液中两种溶剂的体积比为1:10
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10:1。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述的二氧化碳压力为8
‑
20MPa；所述反应的反应温度为35
‑
65℃；所述反应的反应时间为4
‑
16h。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，所述电极的制备方法为：将Nafion溶液加入无定型铜的氧化物的甲醇分散液中，混合均匀后滴涂到商用碳纸上，干燥即得；其中，每毫升无定型铜的氧化物的甲醇分散液中Nafion溶液的用量为10μl
‑
40μl；所述无定型铜的氧化物的甲醇分散中无定型铜的氧化物的浓度...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈春俊，韩布兴，闫旭鹏，吴亚辉，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：