一种Cu基纳米阵列催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于电催化还原技术领域，公开了一种Cu基纳米阵列催化剂及其制备方法与应用。本发明专利技术采用电沉积法在气体扩散电极上沉积Cu，利用原位生长法形成Cu(OH)<subgt;2</subgt;/Cu具有异质结构的纳米阵列，进一步的，通过水合肼蒸汽将Cu(OH)<subgt;2</subgt;部分还原为Cu<subgt;2</subgt;O，得到具有核壳结构的Cu(OH)<subgt;2</subgt;@Cu<subgt;2</subgt;O纳米阵列，Cu(OH)<subgt;2</subgt;@Cu<subgt;2</subgt;O核壳结构和Cu基底形成3D层次化Cu(OH)<subgt;2</subgt;@Cu<subgt;2</subgt;O/Cu纳米阵列，其独特的Cu<supgt;0</supgt;/Cu<supgt;1+</supgt;异质结面显著提升了催化剂的性能，实现了高达56％的乙烯选择性，展现了优异的催化活性和选择性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电催化还原，尤其涉及一种cu基纳米阵列催化剂及其制备方法与应用。

技术介绍

1、利用可再生电力驱动的co2还原反应(co2 rr)制备多碳(c2+)产物，不仅能够减轻温室气体的排放，而且实现了可再生能源的存储与转换，提供了重要途径。相对于对c1产物的研究，更高级的c2产物，例如乙烯(c2h4)，是一种附加值更高的产品。铜基材料因其对*co有合适的吸附能，是目前被用于生产c2+产品最有效的催化剂。由于c2h4的极高工业价值和有限的来源，高电流密度和法拉第效率(fe)co2 rr制备c2h4的方向被深入研究。然而，由于c2h4的形成涉及多步电子和质子转移过程，因此在电解过程中将不可避免地产生氢气(h2)和其他副产物，cu基催化剂生产c2h4的选择性及活性仍然是有限的。

2、目前，相关研究表明在电催化co2还原反应中，通过控制氧化态来实现cu0和cu1+的平衡，对于co2转化为c2h4反应是至关重要的。研究发现，cu0位可以活化co2并促进后续的电子转移，而cu1+位则增强了*co的吸附，促进了c-c偶联，有效地生成了c2h4。在调控催本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种Cu基纳米阵列催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述含铜盐电解液的组成包括：CuSO4·5H2O、H2SO4、PVP、EDTA二钠与水；其中，CuSO4·5H2O的浓度为0.1～0.3mol/L，H2SO4的浓度为1～2mol/L，EDTA二钠的浓度为10～30mmol/L，PVP的浓度为10～15g/L。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述双电极体系为：气体扩散电极为工作电极，紫铜网为对电极。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(...

【技术特征摘要】

1.一种cu基纳米阵列催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述含铜盐电解液的组成包括：cuso4·5h2o、h2so4、pvp、edta二钠与水；其中，cuso4·5h2o的浓度为0.1～0.3mol/l，h2so4的浓度为1～2mol/l，edta二钠的浓度为10～30mmol/l，pvp的浓度为10～15g/l。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述双电极体系为：气体扩散电极为工作电极，紫铜网为对电极。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述电沉积的电流为200～250ma，时间为600～1000s。

5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王政，孙雅楠，张泽豪，周生亮，
申请(专利权)人：宁夏大学，
类型：发明
国别省市：