梯度缺陷N-C@M-N-C复合材料及其制备和在二氧化碳还原中的应用制造技术

本发明专利技术属于催化材料领域，具体涉及一种梯度缺陷N‑C@M‑N‑C复合材料，包括空心内层以及包覆在其表面的外层；所述的内层为掺N碳材料；所述的外层为弥散分布有金属M纳米颗粒的掺N碳材料，所述的金属M为过渡金属元素；所述的内层的缺陷程度大于外层的缺陷程度。本发明专利技术还包括所述的材料的制备及其在CO2RR电催化中的应用。本发明专利技术所述的材料，具有优异的CO2RR催化活性、选择性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术催化材料领域，具体涉及二氧化碳还原催化领域。

技术介绍

0、技术背景

1、自第二次工业革命以来，人类社会工业化水平逐步上升。在提高人们生活水平的同时，工业代谢产生的巨量co2排放，导致了诸如冰山融化、海平面上升和物种多样性减少等环境问题。由可再生能源提供动力，电催化二氧化碳还原(co2rr)转化为高价值的燃料与化工原料，同时将太阳能和风能等间歇性难利用电力高效利用储存，是实现人工碳循环并促进自然界碳循环闭环的有效途径，更有利于减少化石燃料消耗，摆脱对化石能源的依赖。目前电催化co2rr技术还远未达到工业化水平，主要受到三方面的限制[1，2]：1)co2分子结构稳定，活化过程需要输入大量能量，导致过电位较高。2)co2还原过程中涉及多个质子/电子的传输步骤，产物的电化学窗口接近并且重叠氢析出反应(her)，导致特定产物较低的选择性，并且需要配套大量工艺进行产物分离，浪费了额外的能源和经济。3)电催化co2rr过程中电极或催化剂承受较负电位，并处于较复杂反应环境中，在电极表面常发生活性位点的重构和纳米粒子的团聚，因而电极或催化剂的稳定性普本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种梯度缺陷N-C@M-N-C复合材料，其特征在于，包括空心内层以及包覆在其表面的外层；

2.如权利要求1所述的梯度缺陷N-C@M-N-C复合材料，其特征在于，所述的金属M包括Fe、Co、Ni、Zn、Cu中至少一种。

3.一种权利要求1或2所述的梯度缺陷N-C@M-N-C复合材料的制备方法，其特征在于，在模板上包覆聚多巴胺内层，得到模板@PDA，随后再包覆含有金属M的聚多巴胺外层，制得模板@PDA内层@M-PDA外层复合材料；所述的模板为金属N的氧化物，所述的金属N包括Cu、Zn、Mg、Fe中的至少一种；

4.如权利要求3所述的所述的梯度缺陷N-C...

【技术特征摘要】

1.一种梯度缺陷n-c@m-n-c复合材料，其特征在于，包括空心内层以及包覆在其表面的外层；

2.如权利要求1所述的梯度缺陷n-c@m-n-c复合材料，其特征在于，所述的金属m包括fe、co、ni、zn、cu中至少一种。

3.一种权利要求1或2所述的梯度缺陷n-c@m-n-c复合材料的制备方法，其特征在于，在模板上包覆聚多巴胺内层，得到模板@pda，随后再包覆含有金属m的聚多巴胺外层，制得模板@pda内层@m-pda外层复合材料；所述的模板为金属n的氧化物，所述的金属n包括cu、zn、mg、fe中的至少一种；

4.如权利要求3所述的所述的梯度缺陷n-c@m-n-c复合材料的制备方法，其特征在于，所述的模板包括cu2o、zno、mgo、fe2o3中的至少一种；优选为zno；

5.如权利要求3所述的所述的梯度缺陷n-c@m-n-c复合材料的制备方法，其特征在于，将模板和多巴胺混合进行第一段聚合，在模板上包覆聚多巴胺内层；

6....

【专利技术属性】
技术研发人员：周言根，李思敏，杜雄，赖延清，王梦然，李劼，张凯，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：