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一种具有超高气相选择性的二氧化碳电还原催化剂


技术摘要:
本发明公开了一种具有超高气相选择性的二氧化碳电还原催化剂,在去离子水中加入氯化铜,然后加入氢氧化钠水溶液,剧烈搅拌;再加入硼氢化钠水溶液,将所得溶液抽滤干燥;然后将所得固体样品在管式炉内空烧,再将样品在管式炉内氮气氛围下空烧,即得目标材料。本发明的  全部
背景技术:
煤,石油,天然气等传统化石燃料的燃烧,会在空气中排放出大量的CO2,空气中的 CO2浓度过高会造成全球变暖,海平面上升等一系列环境问题,同时空气中的大量CO2也是储 量非常丰富的C源,如果能够将CO2转化为具有经济效益的化学品,也能有效的缓解人类所 面临的能源危机等一些列问题。目前,能源结构正处于由高碳利用向低碳利用转换的关键 时期,CO2引起的全球变暖已成为全世界最关心的环保问题之一。为减少大气中的CO2含量, 大力发展低碳技术、通过多种技术手段将CO2进行回收利用是最为有效的方法。在众多CO2转 化技术中,电催化CO2还原由于其常温常压下即可实现反应,反应条件温和、操作简单;且在 电还原过程中可通过控制电极及反应条件实现对产物的选择性合成。因此相对于其它还原 方法,电化学还原CO2具有更好的应用前景。在用于催化CO2还原的许多催化剂中,铜基材料 受到了最广泛的关注,铜基材料能够有效的将CO2转化为烃类产品。Peter  Broekmann等人 用动态氢气泡模板,利用添加剂辅助电沉积法制备了双金属AgCu泡沫材料。该材料中银和 铜保持完全的相位分离,纳米银高度分散在铜基体中。将其在温和条件下(200℃,12小时) 热退火,可以提高CO2RR产乙醇的选择性。中国科学院化学所韩布兴研究组发现了硒化铜纳 米催化剂在二氧化碳电化学还原法生产甲醇过程中的出色表现,在285mV的低过电压下,电 流密度可高达41.5mA·cm-2并且法拉第效率为77.6%。该电流密度比目前报道的电流密度 高,并且甲醇生产的法拉第效率非常高。复旦大学化学系郑耿锋教授设计合成了一种铜取 代的氧化铈纳米棒材料(Cu-CeO2),实现了Cu在氧化铈上的高度分散;同时,氧化铈纳米棒 特异性暴露的(110)面是最易生成氧空穴的晶面,多氧空穴的结构会有利于材料催化还原 反应。Cu-CeO2催化ECR反应生成甲烷的法拉第效率达到58%。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种具有超高气相选择性的二氧化碳电还原催化剂,本发 明的有益效果是催化效果好,具有高效的气相产物的法拉第效率能。 本发明所采用的技术方案是按照以下步骤: 步骤1:在去离子水中加入氯化铜,然后加入氢氧化钠水溶液,剧烈搅拌; 步骤2:再加入硼氢化钠水溶液,将所得溶液抽滤干燥; 步骤3:然后将所得固体样品在管式炉内空烧,再将样品在管式炉内氮气氛围下空 烧,即得目标材料。 进一步,去离子水中加入50-80mg氯化铜,然后加入20-30ml  0.5mol/L的氢氧化钠 水溶液,剧烈搅拌,再加入20-30ml  0.03mol/L硼氢化钠水溶液,将所得溶液抽滤干燥。 进一步,固体样品在管式炉内200℃空气氛围下空烧3小时,再将样品在管式炉内 3 CN 111589448 A 说 明 书 2/2 页 300℃氮气氛围下空烧3小时,即得目标材料。 附图说明 图1是材料透射电镜形貌示意图; 图2是电压和法拉第效率关系图。
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