一种非对称二氮配位结构的铜单原子催化剂及其制备方法和用途技术

本发明专利技术属于电催化技术领域，更具体地，涉及一种非对称二氮配位结构的铜单原子催化剂及其制备方法和用途。所述催化剂中，铜以单原子形式均匀分散在氮掺杂碳基底上，单原子铜呈现非对称二氮配位结构，铜的负载量为0.13‑0.27at％。本发明专利技术采用廉价的金属铜盐为金属源，以廉价的甲酰胺同时作为氮源和碳源，通过简捷的一步水热法，制备了一种非对称二氮配位结构的铜单原子催化剂。该特殊结构使得铜原子对于一氧化碳分子的吸附能力大大提高。相对常见的对称四氮配位结构的铜单原子，这里所述的铜单原子催化剂对于一氧化碳分子有着很强吸附行为。而CO正是CO<subgt;2</subgt;电还原获得多电子CH<subgt;4</subgt;产物的关键中间体，强化CO的吸附能力，对于电催化二氧化碳电还原合成CH<subgt;4</subgt;至关重要。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电催化，更具体地，涉及一种非对称二氮配位结构的铜单原子催化剂及其制备方法和用途。

技术介绍

1、理想的情况下，二氧化碳(co2)在各种途径中产生，同时在各种途径中被等量地消耗，整个系统环境趋于稳定。然而，由于人类工业活动的加剧，这种平衡逐渐被打破，导致更多的二氧化碳产生，并使全球变暖成为一个紧迫的问题。另一方面，随着现代化建设脚步的加速，以及人民对于物质生活的更高要求，更多的能源资源正在工业生产中以一种更快的速度投入使用，其中主要消耗的还是煤石油等化石燃料。但是它们都是不可再生能源，随着消耗量的日俱增加，这种情况势必不能长久持续下去。综上两方面的考虑，如果能有效地将排放的二氧化碳转化为上述所需燃料，这不仅对减少二氧化碳的含量有着重要影响，而且具有巨大的经济效益，因为我们80％的能源都来自化石燃料。

2、甲烷作为最简单的碳氢化合物，具有高的热值(55.5mj/kg)，容易储存，并且能够很好地与现有的天然气基建设施相兼容等优点，通过二氧化碳电还原制备甲烷具有良好的应用前景。在这过程中，为抑制不必要的碳碳偶联生成多碳副产物，单原子催化剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种非对称二氮配位结构的铜单原子催化剂，其特征在于，所述催化剂中，铜以单原子形式均匀分散在氮掺杂碳基底上，单原子铜呈现非对称二氮配位结构，铜的负载量为0.13-0.27at％。

2.根据权利要求1所述的非对称二氮配位结构的铜单原子催化剂，其特征在于，所述催化剂呈现棒状的形貌，棒的直径为50～150nm。

3.一种权利要求1-2任一项所述的非对称二氮配位结构的铜单原子催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求书3所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述金属盐为二水合氯化铜。

5.根据权利要求书3所述的制备方法，其特...

【技术特征摘要】

1.一种非对称二氮配位结构的铜单原子催化剂，其特征在于，所述催化剂中，铜以单原子形式均匀分散在氮掺杂碳基底上，单原子铜呈现非对称二氮配位结构，铜的负载量为0.13-0.27at％。

2.根据权利要求1所述的非对称二氮配位结构的铜单原子催化剂，其特征在于，所述催化剂呈现棒状的形貌，棒的直径为50～150nm。

3.一种权利要求1-2任一项所述的非对称二氮配位结构的铜单原子催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求书3所述的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李加展，吴昊洋，孙晓明，邝允，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：