一种适用于CO2高效电还原的碳壳包覆Cu基双金属催化剂制造技术

技术编号:46628704 阅读:2 留言:0更新日期:2025-10-14 21:26
本发明专利技术涉及一种碳壳包覆Cu基双金属催化剂制备与应用,属于电催化能源领域。所述的催化剂以双金属MOF为前驱体,通过金属盐与有机配体共混后经24小时水热反应制得,合成方法参考普鲁士蓝制备工艺。采用多巴胺修饰前驱体后热解处理,形成碳壳包覆结构。双金属活性位点的协同作用提升CO2电还原效率及导电碳壳层的引入增强材料稳定性。该催化剂具有合成简便、稳定性高、催化性能优异等特点,且碳壳厚度可调,制备方法对催化剂结构设计和碳壳包覆技术具有普适性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于电化学能源领域,尤其涉及一种高效co2电还原碳壳包覆cu基双金属催化剂,基于双金属mof前驱体限域结构精准调控活性位点分布,通过多巴胺原位热解构建导电碳壳层实现活性位点稳定与电子传输强化。协同效应与导电框架稳定性协同提升co2转化效率,其“限域-封装”一体化制备策略适配工业级电流密度需求。


技术介绍

1、全球经济发展与工业化加速使大气co2浓度持续升高,加剧温室效应并威胁生态系统稳定。碳减排成为绿色转型关键路径,co2转化技术中电催化凭借条件温和、产物选择性高、环境兼容性强及可规模化优势,能将co2高效转化为co、甲酸等高值化学品,兼具气候治理与能源转化价值。但其发展受限于催化剂稳定性不足、析氢副反应、高过电位导致的低能效,以及产物分离成本高和反应机理不明确等瓶颈。针对上述问题,当前co2电催化还原的研究主要聚焦于以下几个方面:高效电催化剂的设计开发、电解槽设计和规模化放大装置的研究和催化反应机理的研究,其中,开发高效、高选择性及高稳定性的电催化剂是当前研究的核心内容。

2、目前催化剂主要包括cu基金属催化剂,单原子催化剂、离子本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种适用于CO2电还原的碳壳层包覆Cu基双金属催化剂,其特征在于所涉及的催化剂基于双金属协同效应与导电碳壳层共同提升CO2还原效率及稳定性。该催化剂兼具合成简便、高稳定性和优异催化性能,碳壳厚度可调控,其制备策略对同类材料开发具有普适性。其中所涉及的双金属MOF前驱体(普鲁士蓝类似物,Prussian Blue Analogs)的化学式通式为MⅡ3(M’Ⅲ(CN)6)2,结构通式如下式所示:

2.根据权利要求1所述方法,所涉及的碳包覆Cu基双金属催化剂制备条件为:金属盐/有机配体共混,80℃水热24小时制得MOF前驱体;与0.5-2mg/mL盐酸多巴胺溶液(50mg前驱体...

【技术特征摘要】

1.一种适用于co2电还原的碳壳层包覆cu基双金属催化剂,其特征在于所涉及的催化剂基于双金属协同效应与导电碳壳层共同提升co2还原效率及稳定性。该催化剂兼具合成简便、高稳定性和优异催化性能,碳壳厚度可调控,其制备策略对同类材料开发具有普适性。其中所涉及的双金属mof前驱体(普鲁士蓝类似物,prussian blue analogs)的化学式通式为mⅱ3(m’ⅲ(cn)6)2,结构通式如下式所示:

2.根据权利要求1所述方法,所涉及的碳包覆cu基双金属催化剂制备条件为:金属盐/有机配体共混,80℃水热24小时制得mof前驱体;与0...

【专利技术属性】
技术研发人员:王敏张钰瑞张雨童曾少娟胥骏杰张香平
申请(专利权)人:中国科学院过程工程研究所
类型:发明
国别省市:

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