一种金属纳米颗粒修饰的R-P钙钛矿固体氧化物电解池阴极材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种新型金属纳米颗粒修饰的固体氧化物电解池阴极钙钛矿材料及其制备方法，该材料由钙钛矿氧化物Pr<subgt;0.35</subgt;Sr<subgt;0.6</subgt;Fe<subgt;0.7</subgt;Cu<subgt;0.2</subgt;Mo<subgt;0.1</subgt;O<subgt;3‑δ</subgt;还原处理后得到，本材料的组成为铜/铁纳米颗粒共同修饰的R‑P型层状钙钛矿氧化物。本材料用作固体氧化物电解池的阴极来将CO<subgt;2</subgt;电解为CO，其中铜和铁的存在有助于促进电解过程中CO<subgt;2</subgt;在电极表面的吸附，而在层状钙钛矿氧化物中，氧离子既可以通过传统的空位机理来进行三维传输，还可以通过间隙机理来进行二维传输，两种传输方式的并存使得电极表面解离的氧离子可以迅速在电极体相内迁移，在电解池操作过程中，表现出了优异的CO<subgt;2</subgt;电解活性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种固体氧化物电解池阴极材料及其制备方法与应用，具体涉及到金属纳米颗粒修饰的r-p钙钛矿固体氧化物电解池阴极材料及其制备方法与应用。

技术介绍

1、化石燃料在全球范围内的广泛使用导致了co2的大量排放，从而引起了温室效应、全球变暖以及冰川溶解等一系列的环境问题。为了降低大气中过高的co2浓度，研究者们提出了许多切实可行的解决方案，例如将捕获的co2通过热还原、电化学还原以及光化学转化等手段将其转变为具有高附加值的化学品。其中，电化学还原最具应用前景，原因在于：co2的电化学还原过程可以通过电压来进行调控；并且整个还原过程可以使用可再生能源作为电力来源，例如风能、太阳能、潮汐能等。电还原co2需要通过某种特定的电解池来进行，目前使用的电解池主要包括h型液态电解池、熔融盐电解池以及固体氧化物电解池。对于h型液态电解池而言，co2在溶液中较差的溶解性和氢析出竞争反应的存在导致了电解过程较低的电流密度，限制了其在co2还原领域的进一步应用。co2在熔融盐电解池中会被还原为无定形碳附着在阴极表面，这引起了阴极材料必须定期更换的问题，使得电解池无法长期持本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种金属纳米颗粒修饰的R-P钙钛矿固体氧化物电解池阴极材料，其特征在于，其主体材料的分子式是：Pr0.3+xSr0.5+yFe0.6+zCu0.1+mMo0.05+nO3-δ，并且在表面还含有铜和铁纳米颗粒，粒径范围1-50nm；晶相结构为四方结构，其空间群为I4/mmm；0<x,n<0.1；0<y、z、m<0.2，0≤δ≤1。

2.根据权利要求1所述的金属纳米颗粒修饰的R-P钙钛矿固体氧化物电解池阴极材料，其特征在于，化学式是Pr0.35Sr0.6Fe0.7Cu0.2Mo0.1O3-δ。

3.根据权利要求1所述的金属纳米颗粒修饰的R-...

【技术特征摘要】

1.一种金属纳米颗粒修饰的r-p钙钛矿固体氧化物电解池阴极材料，其特征在于，其主体材料的分子式是：pr0.3+xsr0.5+yfe0.6+zcu0.1+mmo0.05+no3-δ，并且在表面还含有铜和铁纳米颗粒，粒径范围1-50nm；晶相结构为四方结构，其空间群为i4/mmm；0<x,n<0.1；0<y、z、m<0.2，0≤δ≤1。

2.根据权利要求1所述的金属纳米颗粒修饰的r-p钙钛矿固体氧化物电解池阴极材料，其特征在于，化学式是pr0.35sr0.6fe0.7cu0.2mo0.1o3-δ。

3.根据权利要求1所述的金属纳米颗粒修饰的r-p钙钛矿固体氧化物电解池阴极材料的阴极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将pr0.3+xsr0.5+yfe0.6+zcu0.1+mmo0.05+no3-δ材料在还原性气氛下处理，使表面铜和铁金属部分析出。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的还原性气氛是含有1-40％h2的气氛，其余为惰性气体。

5.根据权利要求3所述的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：周嵬，刘栋良，牛强，薛大香，周川，商航，陈泽平，王潇宇，费美娟，徐玫瑰，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：