[发明专利]用于二氧化碳还原反应的新型氮掺杂的铜纳米催化剂

说明书

本公开涉及可用于将二氧化碳转化为所需转化产物如可持续化学品和燃料的催化剂，特别是纳米催化剂。所述纳米催化剂可包含至少一种具有主要组分和次要组分的纳米颗粒，其中所述主要组分和所述次要组分中的至少之一将促进二氧化碳的转化。本公开还涉及本文所述的纳米催化剂的制备方法及其使用方法。

技术领域

本公开涉及纳米催化剂，尤其是用于二氧化碳还原反应中的那些。

背景技术

将二氧化碳转化为可持续化学品和燃料是减少对化石燃料源的依赖的有前景的解决方案。然而，有效转化(例如，二氧化碳的化学还原)的一大挑战在于用于这些反应的催化剂。目前的二氧化碳转化催化剂包括贵金属、双金属、金属间化合物、金属氧化物、金属硫化物和金属卟啉。然而，虽然许多这些催化剂已针对二氧化碳转化反应加以筛选，但很少是可回收、随时间稳定并且对所需产物具有选择性的。

发明内容

本公开涉及催化剂，特别是纳米催化剂，其可用于将二氧化碳转化为所需的转化产物，如可持续化学品和燃料。根据一些方面，纳米催化剂可包含至少一种具有主要组分和次要组分的纳米颗粒，其中所述主要组分和所述次要组分中的至少之一会促进二氧化碳的转化。本公开还涉及本文所述的纳米催化剂的制备方法及其使用方法。

附图说明

图1示出了根据本公开的方面的一种实例纳米催化剂纳米颗粒。

图2示出了用于制备根据本公开的方面的纳米催化剂纳米颗粒的一种实例转化反应的示意图。

图3示出了一种实例C-N键断裂的示意图。

图4A示出了根据对比例I制备的纳米颗粒的SEM图像。

图4B示出了根据对比例I制备的一个单独的纳米颗粒团簇的SEM图像。

图4C示出了根据对比例I制备的纳米颗粒的EDX映射图像。

图4D示出了根据实施例I制备的纳米颗粒的SEM图像。

图4E示出了根据实施例I制备的一个单独的纳米颗粒团簇的SEM图像。

图4F示出了根据实施例1制备的纳米颗粒的EDX映射图像。

图5示出了使用XRD对根据实施例I和IV及对比例I和II制备的纳米颗粒的比较。

图6示出了对应于依照实施例I、V和VI及对比例III在不同时间终止200℃下的纳米颗粒合成反应的XRD图案。

图7示出了对应于根据实施例I、VII和VIII制备的纳米颗粒的XRD图案。

图8示出了对应于根据实施例I和II及对比例IV产生的纳米颗粒的XRD图案的比较。

图9示出了对应于根据实施例IX和X及对比例V产生的纳米颗粒的XRD图案的比较。

图10示出了对应于根据实施例XI制备的Cu₃N-Cu纳米颗粒的XRD图案。

图11示出了对应于根据实施例XII制备的Cu₃N-Cu纳米颗粒的XRD图案。

图12示出了使用根据对比例I制备的纯Cu纳米颗粒和根据实施例I制备的Cu₃N-Cu纳米颗粒的CO₂转化产物。

具体实施方式

本公开涉及用于将二氧化碳转化为可持续化学品和燃料的催化剂，特别是纳米催化剂。根据一些方面，纳米催化剂可包含至少一种具有主要组分和次要组分的纳米颗粒，其中所述主要组分和所述次要组分中的至少之一会促进二氧化碳的转化。本公开还涉及本文所述的纳米催化剂的制备方法及其使用方法。