[发明专利]CuO-CuCo2

说明书

本发明公开了一种CuO‑CuCo₂O₄催化剂在电化学还原CO₂中的应用。在电化学还原CO₂过程中，首先将CuO‑CuCo₂O₄催化剂分散于异丙醇溶液中，加入5wt.％Nafion溶液，超声分散得到均匀浆料，取浆料涂覆在预处理的电极表面，然后在电解液中通氮除氧，通入CO₂，得到CO₂饱和的电解液，最后采用三电极测试系统，以涂覆有浆料的电极为工作电极，利用线性扫描伏安法或控制电位电解法对CO₂进行电化学还原。本发明中，作为电催化剂CuO‑CuCo₂O₄可有效将CO₂电化学还原为液体燃料C1化合物甲酸和C2化合物乙醇，选择性高，能够将CO₂转化为更有价值的醇类及醛类产物，在催化领域和能源存储与转化领域有着广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于新能源材料技术领域，涉及一种CuO-CuCo₂O₄催化剂在电化学还原CO₂中的应用。

背景技术

能源短缺和环境污染已成为当今社会所面临的重要问题。随着不可再生能源的不断减少，大气中CO₂的含量日益增加，因此还原CO₂制备清洁能源已成为当今全球关注的技术热点。

目前，还原CO₂的方法主要有化学法、电化学法、光催化法。其中电化学法还原 CO₂所需要的实验装置简单，操作便捷，容易进行大规模扩建；温度对反应的影响不大，同时也可以方便的改变测试条件控制还原产物的种类，及调整反应物的使用率与还原产物的转化率。Yi Xie等(Gao S,Lin Y,et al.Partially oxidized atomic cobalt layers forcarbon dioxide electroreduction to liquid fuel[J].Nature,2016,529(7584):68.)以钴和部分氧化的钴(钴与氧化钴共存)为电极材料，在低至0.24V的过电位下CO₂的主要还原产物为甲酸，且在电还原二氧化碳成甲酸中具有更好的活性和选择性。这是钴基电极首次用于 CO₂电还原领域，说明钴元素在催化CO₂电还原领域有很大潜力。Katherine B.Holt在 (Wang L,et al.In situ spectroscopic monitoring of CO₂reduction at copperoxide electrode[J].Faraday discussions,2017,197:517-532.)用原位制备法，使用CuO作电极催化CO₂还原至甲酸，但仅将CO₂催化还原至一种产物，仅发展到CO₂催化还原的第一步，并未继续将其催化成醇类，醛类等更有研究及实用价值的产物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CuO-CuCo₂O₄催化剂在电化学还原CO₂中的应用。

实现本发明目的的技术解决方案为：

CuO-CuCo₂O₄催化剂在电化学还原CO₂中的应用。

上述CuO-CuCo₂O₄催化剂在电化学还原CO₂中的应用，具体方法为：

Sp.1，将CuO-CuCo₂O₄催化剂分散于异丙醇溶液中，加入5wt.％Nafion溶液，超声分散得到均匀浆料，取浆料涂覆在预处理的电极表面；