【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于核壳材料，尤其涉及一种氧化亚铜和金属铜的核壳材料的制备方法及应用。
技术介绍
1、电催化二氧化碳还原反应可将二氧化碳转化为高附加值化学品，是实现“双碳”目标的重要环节之一。铜基材料具有高活性、低耗和易于加工等特征，被认为是最具潜力的二氧化碳还原电催化剂。然而，由于氢气析出竞争反应，铜箔等易得的块材往往具有较低的碳产物选择性。核壳结构构筑策略可以通过电子相互作用进一步降低反应决速步能垒，被认为是极具潜力的铜块材改性方法之一。
2、传统的核壳材料合成工艺常涉及高温退火、溶剂热反应、刻蚀和化学还原等步骤。其中，高温退火过程成本较高，且常需要特定惰性气氛保护，设备复杂；溶解热反应条件苛刻，需配备耐高压装置，同时产物分离和纯化困难；刻蚀和化学还原过程均需添加化学试剂，成本较高，且可能产生有毒废料。
技术实现思路
1、为了实现低成本、环境友好、工艺简单地合成以氧化态铜为壳、金属铜为核的核壳结构催化剂，本专利技术提供一种氧化亚铜和金属铜的核壳材料的制备方法。
2、一种氧化亚铜和金属铜的核壳材料的制备操作步骤如下：
3、（1）将铜箔先用砂纸打磨，再依次用稀硫酸和乙醇超声洗涤，得到铜箔催化剂；
4、（2）在浓度0.1～1.0 m的碳酸氢钾溶液中，对所述铜箔催化剂进行氧化处理，得到前驱体；所述氧化处理以氯化银电极为参比电极、铂丝为对电极；
5、（3）在浓度0.1～1.0 m的碳酸氢钾溶液中，对所述前驱体进行还原处理，得到氧化亚铜
6、所述氧化亚铜和金属铜的核壳材料呈纳米树突形貌，电催化二氧化碳还原产甲酸的法拉第效率高达96%。
7、进一步限定的技术方案如下：
8、步骤（1）中，所述铜箔的面积为0.5～6.0 cm2、厚度为0.01～0.03 mm。
9、步骤（1）中，所述稀硫酸的超声洗涤时间为5～10 min，所述乙醇超声洗涤时间为10～50 min。
10、步骤（2）中，所述氧化处理的电压为3.0～3.5 v、时间为100～300 s。
11、步骤（3）中，所述还原处理的电压为-0.4～-0.8 v、时间为400～600 s。
12、与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果体现在以下方面：
13、1.本专利技术采用电驱动氧化还原，得到了以氧化亚铜为壳、金属铜为核的核壳材料；本专利技术核壳材料的电催化二氧化碳还原产甲酸的法拉第效率高达96%。
14、2.本专利技术在步骤（2）的氧化处理过程中，铜箔催化剂表面的部分铜溶解、另一部分铜转化为二价的碱式碳酸铜，从而得到所述前驱体；在还原过程中，前驱体表面的碱式碳酸铜转化为一价的氧化亚铜，从而得到所述氧化亚铜和铜的核壳材料。
15、3.本专利技术制备方法中原料廉价易得，在常温常压下即可进行，不产生额外的有毒附加产物，所需设备简单，是实现大规模制备氧化亚铜和铜的核壳材料的方法。
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1.一种氧化亚铜和金属铜的核壳材料的制备方法，其特征在于，操作步骤如下：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述铜箔的面积为0.5～6.0 cm2、厚度为0.01～0.03 mm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述稀硫酸的超声洗涤时间为5～10 min，所述乙醇超声洗涤时间为10～50 min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述氧化处理的电压为3.0～3.5 V、时间为100～300 s。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述还原处理的电压为-0.4～-0.8 V、时间为400～600 s。
【技术特征摘要】
1.一种氧化亚铜和金属铜的核壳材料的制备方法，其特征在于，操作步骤如下：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述铜箔的面积为0.5～6.0 cm2、厚度为0.01～0.03 mm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述稀硫酸的超声洗涤时间为5～10 mi...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱俊，徐鑫，何群，吴越峰，谯思聪，
申请(专利权)人：东华工程科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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