一种基于制造技术

一种基于

【技术实现步骤摘要】
一种基于ZIF
‑
8的Cu基串联电催化剂的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种基于
ZIF
‑8的催化剂的制备方法
。

技术介绍

[0002]随着科技的进步，能源的大量使用，各种环境问题频频出现，大气中高浓度的二氧化碳便是最为棘手的问题
。
二氧化碳的过度排放导致温室效应等一系列的环境问题，因此降低大气中二氧化碳的浓度至安全指标是非常重要的
。
通过电化学催化还原二氧化碳为高附加值的化学品，既可以降低二氧化碳的浓度，也可以满足我们对化学品的需求，可谓是一箭双雕
。
但是，传统电还原催化剂存在着活性位点单一
、
还原产物多为低附加值的
C1化合物等问题，因此有必要开发出多活性位点的串联催化剂，进而提高多碳产物的选择性
。

技术实现思路

[0003]本专利技术是要解决目前电还原二氧化碳用的催化剂存在着活性位点单一
、
还原产物多为低附加值的
C1化合物的技术问题，而提供一种基于
ZIF
‑8的
Cu
基串联电催化剂的制备方法
。
[0004]本专利技术的基于
ZIF
‑8的
Cu
基串联电催化剂的制备方法是按以下步骤进行的：
[0005]将
ZIF
‑8和
Cu(NO3)2混合溶解于无水乙醇中，搅拌
10min
～
15min
，然后将温度升至
90℃
～
95℃
并保温搅拌
1h
～
1.5h
，溶液颜色由薄荷绿变为青绿色，然后离心并收集固体部分，用无水乙醇进行3次～4次的离心清洗固体部分，得到湿润的浅绿色粉末固体，最后真空干燥
10h
～
12h
，得到催化剂
Cu
‑
ZIF
‑8；
[0006]所述的
ZIF
‑8和
Cu(NO3)2的质量比为
1:(2
～
2.5)
；
[0007]所述的
ZIF
‑8的质量与无水乙醇的体积比为
1g:(1L
～
1.5L)。
[0008]本专利技术的优点在于：
[0009]本专利技术在金属有机框架
ZIF
‑8中掺入
Cu
后，晶体具有钠盐
(SOD)
结构，其具有合适的孔隙率和优异的吸附性能，可调节结构，能有效地电催化还原二氧化碳；
Cu
‑
ZIF
‑8催化剂中
Cu
和
Zn
形成串联电催化，该催化剂将二氧化碳还原为高浓度的中间体
CO
，
Cu
将其转化为乙烯，在
‑
1.2Vvs.RHE
的
C2H4的法拉第效率为
25
％；同时在经过
4.5h
的电解后，该样品仍然保持良好的稳定性，这为串联电催化二氧化碳提供一个新的思路
。
附图说明
[0010]图1为试验一制备的催化剂
Cu
‑
ZIF
‑8的扫描电镜图；
[0011]图2为试验一和试验二中制备的
ZIF
‑
8、Cu
‑
ZIF
‑
8、ZIF
‑
67
和
Cu
‑
ZIF
‑
67
的傅里叶变换红外光谱图；
[0012]图3为试验三中
Cu
‑
ZIF
‑8电催化还原二氧化碳各产物的法拉第效率数据图
。
具体实施方式
[0013]具体实施方式一：本实施方式为一种基于
ZIF
‑8的
Cu
基串联电催化剂的制备方法，具体是按以下步骤进行的：
[0014]将
ZIF
‑8和
Cu(NO3)2混合溶解于无水乙醇中，搅拌
10min
～
15min
，然后将温度升至
90℃
～
95℃
并保温搅拌
1h
～
1.5h
，溶液颜色由薄荷绿变为青绿色，然后离心并收集固体部分，用无水乙醇进行3次～4次的离心清洗固体部分，得到湿润的浅绿色粉末固体，最后真空干燥
10h
～
12h
，得到催化剂
Cu
‑
ZIF
‑
8。
[0015]具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述的
ZIF
‑8的制备方法为：取
1.23g
的2‑
甲基咪唑溶于
30mL
的甲醇溶液中，溶液显白色，记为溶液
C
；随后取
1.0784g
硫酸锌溶于
30mL
的甲醇溶液中，溶液显白色，记为溶液
D
；然后将溶液
C
和溶液
D
分别匀速搅拌
30min
，随后将溶液
C
迅速转移到溶液
D
中，混合溶液显白色浑浊，持续搅拌
12h
后，显乳白色浑浊，离心，离心转速为
1000r/min
，时间为
5min
，收集固体部分，收集过程中用甲醇溶液清洗固体部分3次，最后在
60℃
下干燥
12h
，得到白色粉末状固体，即为
ZIF
‑
8。
其他与具体实施方式一相同
。
[0016]具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述的
ZIF
‑8和
Cu(NO3)2的质量比为
1:(2
～
2.5)。
其他与具体实施方式一或二相同
。
[0017]具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述的
ZIF
‑8的质量与无水乙醇的体积比为
1g:(1L
～
1.5L)。
其他与具体实施方式一至三之一相同
。
[0018]具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式四不同的是：将
ZIF
‑8和
Cu(NO3)2混合溶解于无水乙醇中，搅拌
10min
，然后将温度升至
90℃
并保温搅拌
1h
，溶液颜色由薄荷绿变为青绿色，然后离心并收集固体部分，用无水乙醇进行3次的离心清洗固体部分，得到湿润的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
ZIF
‑8的
Cu
基串联电催化剂的制备方法，其特征在于基于
ZIF
‑8的
Cu
基串联电催化剂的制备方法是按以下步骤进行的：将
ZIF
‑8和
Cu(NO3)2混合溶解于无水乙醇中，搅拌
10min
～
15min
，然后将温度升至
90℃
～
95℃
并保温搅拌
1h
～
1.5h
，溶液颜色由薄荷绿变为青绿色，然后离心并收集固体部分，用无水乙醇进行3次～4次的离心清洗固体部分，得到湿润的浅绿色粉末固体，最后真空干燥
10h
～
12h
，得到催化剂
Cu
‑
ZIF
‑
8。2.
根据权利要求1所述的一种基于
ZIF
‑8的
Cu
基串联电催化剂的制备方法，其特征在于所述的
ZIF
‑8的制备方法为：取
1.23g
的2‑
甲基咪唑溶于
30mL
的甲醇溶液中，溶液显白色，记为溶液
C
；随后取
1.0784g
硫酸锌溶于
30mL
的甲醇溶液中，溶液显白色，记为溶液
D
；然后将溶液
C
和溶液
D
分别匀速搅拌
30min
，随后将溶液
C
迅速转移到溶液
D
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟东利，黄兴泽，杜少武，
申请(专利权)人：闽江学院，
类型：发明
国别省市：