一种单原子铜催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及催化剂技术领域，公开了一种单原子铜催化剂及其制备方法和应用，该方法包括以下步骤：(1)将铜盐、葡萄糖与水混合，得到混合溶液；(2)将碳材料与混合溶液混合，得到中间物A；(3)将中间物A与氮源混合，然后粉碎，接着在惰性气体氛围下进行焙烧，得到单原子铜催化剂。该单原子铜催化剂在CO<subgt;2</subgt;电催化过程中还原活性高，且还原得到的产物的稳定性好，具备规模化潜力；同时，该催化剂既可以高效选择性还原CO<subgt;2</subgt;制备CO，也可以选择性还原CO<subgt;2</subgt;制备用于费托合成的含有CO和H<subgt;2</subgt;的合成气，应用场景广泛；此外，该催化剂的铜负载量可控，制备成本低、操作简单、易于控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及催化剂，具体涉及一种单原子铜催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

1、电催化co2还原反应可以利用太阳能、风能、核能等清洁能源，将co2转化为化学能进行存储，是实现可持续碳循环、应对环境问题和能源危机的主要技术手段。铜基催化剂是目前已知报道的可以将co2电还原为多碳化合物的金属催化剂，但是依然存在诸多问题：过电位高、产物种类繁多、目标产物选择性低、竞争性析氢反应无法避免和反应机理复杂等。

2、在单原子催化剂中，完全暴露的原子能够提高活性位点的数量；低配位不饱和的状态和增强的金属载体相互作用能够提高活性位点的本征活性，这两方面的协同促进有利于提高催化剂的性能。并且，高的金属原子利用率能够有效降低催化剂的成本。因此，对此单原子铜催化剂的研究有望解决铜基催化剂在催化co2电还原中存在的问题。

3、但是，单原子由于其比表面能大，容易迁移团聚，也使得其在合成上存在诸多挑战。设计合成策略制备具有高活性、高选择性和高稳定性的新型单原子催化剂，以及在原子和分子尺度下研究催化剂的构效关系，逐渐引起了研究者广泛的关注。目前有一些关于单原子本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种单原子铜催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合溶液中，所述铜盐的浓度为1～100mmol/L；

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述碳材料选自活性炭、导电炭黑、碳纳米管和石墨烯中的一种或两种以上；

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述中间物A与氮源的用量的重量比为1:1～8；

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述焙烧的温度为200～1000℃，优选为600～1000℃；所述焙烧的时间为...

【技术特征摘要】

1.一种单原子铜催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合溶液中，所述铜盐的浓度为1～100mmol/l；

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述碳材料选自活性炭、导电炭黑、碳纳米管和石墨烯中的一种或两种以上；

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述中间物a与氮源的用量的重量比为1:1～8；

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述焙烧的温度为200～1000℃，优选为600～...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾永正，徐冬，王天堃，黄艳，高腾飞，刘永平，杨龙，冯白阳，孟瑞红，王志勇，
申请(专利权)人：国电电力发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：