[发明专利]一种合成纳米氧化亚铜的电化学装置和方法

权利要求书

1.一种合成纳米氧化亚铜的电化学装置，其特征在于，包括反应器，反应器内由隔膜(5)分隔形成的阴极室(3)和阳极室(4)，设置在阴极室(3)中的阴极(1)，设置在阳极室(4)中的阳极(2)，以及经导线连接在阴极(1)和阳极(2)之间的负载(6)；

所述的阴极室(3)盛有含铜离子或络合铜离子的水溶液，阳极室(4)盛有甲醇水溶液，阴极室(3)和阳极室(4)均含有的支持电解质；

所述的阳极(2)由具有电催化氧化甲醇活性的催化剂涂敷在碳布基底上制成；阴极(1)采用钛、铜、碳或石墨制成，隔膜(5)用于阻止阴极室(3)的铜离子扩散到阳极(2)，阻止阳极室(4)甲醇扩散到阴极(1)，且能导通氢离子或氢氧根离子。

2.根据权利要求1所述的一种合成纳米氧化亚铜的电化学装置，其特征在于，所述的阴极(1)采用钛网、钛板、钛棒、铜网、铜箔、铜丝、碳布、碳毡、石墨板或石墨棒。

3.根据权利要求1所述的一种合成纳米氧化亚铜的电化学装置，其特征在于，具有电催化氧化甲醇活性的催化剂采用Pt/C或Pt-Ru/C。

4.根据权利要求1所述的一种合成纳米氧化亚铜的电化学装置，其特征在于，所述的隔膜(5)为阳离子交换膜或阴离子交换膜或者双极膜。

5.一种合成纳米氧化亚铜的电化学方法，其特征在于，包括如下步骤，

步骤1，将由具有电催化氧化甲醇活性的催化剂涂敷在碳布基底上制成的阳极(2)，插入到盛有甲醇水溶液的阳极室(4)中；将由钛、铜、碳或石墨制成的阴极(1)，插入到盛有含铜离子或络合铜离子的水溶液的阴极室(3)中；阴极室(3)和阳极室(4)之间设置有隔膜(5)，阴极室(3)和阳极室(4)内均添加有支持电解质，将阴极(1)和阳极(2)通过负载(6)连接后形成电化学反应体系；所述的隔膜(5)用于阻止阴极室(3)的铜离子扩散到阳极(2)，阻止阳极室(4)的甲醇扩散到阴极(1)，且能导通氢离子或氢氧根离子；

步骤2，在负载(6)电阻值为5-5000欧姆的条件下，反应0.5-60小时后，在阴极(1)上直接沉淀生成纳米氧化亚铜颗粒。

6.根据权利要求5所述的一种合成纳米氧化亚铜的电化学方法，其特征在于，所述的纳米氧化亚铜颗粒呈纤维状颗粒或片状颗粒。

7.根据权利要求5所述的一种合成纳米氧化亚铜的电化学方法，其特征在于，所述的阴极室(3)内的含铜离子或络合铜离子的水溶液的体积浓度为0.001-1摩尔每升。

8.根据权利要求5所述的一种合成纳米氧化亚铜的电化学方法，其特征在于，所述的阴极室(3)内的含铜离子或络合铜离子的水溶液采用硫酸铜-氨水形成的铜氨溶液或硫酸铜溶液。

9.根据权利要求5所述的一种合成纳米氧化亚铜的电化学方法，其特征在于，所述的阳极室(4)内的甲醇水溶液体积浓度为0.01-10摩尔每升。

10.根据权利要求5所述的一种合成纳米氧化亚铜的电化学方法，其特征在于，所述的支持电解质采用硫酸钠、硫酸钾、硝酸钠、硝酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾、硝酸和硫酸中的至少一种，其体积浓度为0.02-1.5摩尔每升。