一种酸性电解液中电催化转化二氧化碳制备多碳产物的方法技术

本发明专利技术公开了一种酸性电解液中电催化转化二氧化碳制备多碳产物的方法。本发明专利技术提供的多孔空心铜微球，由空心腔及铜基壳层组成；所述铜基壳层具有介孔结构，且表面分布掺杂金属；所述掺杂金属为过渡金属和/或稀土元素。本发明专利技术还提供由所述多孔空心铜微球制备的电极材料、电化学催化体系及其电催化转化二氧化碳合成多碳产物的方法。本发明专利技术以CO<subgt;2</subgt;为原料，以多孔空心铜微球催化剂/气体扩散电极复合材料为电极材料，能在强酸性电解液中高效合成多碳产物，实现优异的CO<subgt;2</subgt;单程转化率及稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学化工领域，涉及一种酸性电解液中电催化转化二氧化碳制备多碳产物的方法。

技术介绍

1、通过可再生电力驱动的电催化二氧化碳还原反应(co2rr)已成为应对气候变化以及推动循环碳经济发展的一种有前途的策略。在各种co2rr产品中，多碳(c2+)化合物，如乙烯(c2h4)和乙醇(c2h5oh)，因其有望进入现有的大规模市场而引起重视。

2、目前，大多数研究工作集中在提高碱性或中性电解液中c2+产物的生成活性，在该系统中，催化剂表面形成的碱性环境有利于co2分子的活化，并抑制竞争性的析氢反应(her)，促进c-c偶联形成c2+产物。然而，co2会与局部/体相oh-反应生成碳酸盐，碳酸盐穿过阴离子交换膜(aem)流向阳极，然后在阳极中重新转化为co2，导致co2的单程转化效率极低。此外，碳酸盐的形成还可能堵塞气体扩散电极(gde)并增加电解池电阻，这些挑战严重阻碍了co2rr的潜在工业应用。

3、在酸性体系中进行co2rr得到c2+产物可以很好地解决上述问题。尽管在酸性电解液中，oh-也在阴极表面局部产生，但生成的碳酸盐在扩散本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多孔空心铜微球，包括：空心腔及铜基壳层；

2.根据权利要求1所述的多孔空心铜微球，其特征在于：所述空心腔的直径范围为100-400nm；

3.权利要求1或2所述的多孔空心铜微球的制备方法，包括如下步骤：将铜化合物和掺杂金属化合物在溶剂A中混合进行反应，得到所述多孔空心铜微球；

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述铜化合物为硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、乙酸铜、乙酰丙酮酸铜及其水合物中的至少一种；

5.一种电极材料，包括气体扩散层及其表面的权利要求1或2所述的多孔空心铜微球。

6.根据权利要求5所述的电极材料，其特...

【技术特征摘要】

1.一种多孔空心铜微球，包括：空心腔及铜基壳层；

2.根据权利要求1所述的多孔空心铜微球，其特征在于：所述空心腔的直径范围为100-400nm；

3.权利要求1或2所述的多孔空心铜微球的制备方法，包括如下步骤：将铜化合物和掺杂金属化合物在溶剂a中混合进行反应，得到所述多孔空心铜微球；

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述铜化合物为硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、乙酸铜、乙酰丙酮酸铜及其水合物中的至少一种；

5.一种电极材料，包括气体扩散层及其表面的权利要求1或2所述的多孔空心铜微球。

6.根据权利要求5所述的电极材料，其特征在于：所述气体扩散层为带有聚四氟乙烯涂层的碳纤维纸、碳纤维编织布和...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯佳奇，孙晓甫，韩布兴，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：