[发明专利]一种原子级分散铜CO2

说明书

本发明涉及CO₂光转化催化剂制备技术领域，尤其涉及一种原子级分散铜CO₂转化助催化剂及其制备方法和应用。所述方法包括：(1)将TiO₂纳米片分散到水中搅拌均匀，得到TiO₂纳米片分散液；(2)向TiO₂纳米片分散液中加入Cu²⁺，然后通入CO₂气体，得到混合液；(3)将步骤(2)的混合溶液密封后用氙灯进行光照，完成后将得到的固体产物进行洗涤、干燥，即得在单原子铜分布在TiO₂纳米片表面的催化剂。本发明的方法制备的原子级分散的Cu助催化剂有效地实现了TiO₂光生载流子的分离，明显地提升了TiO₂的CO₂光还原活性，且助催化剂原子级分散的Cu的原料来源广泛，成本低廉。

技术领域

本发明涉及CO₂光转化催化剂制备技术领域，具体的，涉及一种能够将温室气体CO₂光转化为高附加值产物的基于原子级分散Cu的催化剂制备方法及其应用。

背景技术

本发明背景技术中，公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

近年来，贵金属单原子(Pt,Au,Pd,Pt)助催化剂在CO₂光转化为高附加值产物中被广泛应用。虽然，通过世界科学家的广泛研究取得了显著的成果，但是由于贵金属高昂的价格和低的储备量限制了贵金属单原子助催化剂的广泛应用。因此，探索非贵金属单原子助催化剂成为了一种必然趋势和具有非常高的科学价值。

当前，非贵金属单原子助催化剂的主要的研究集中在Ni，Co两种材料，经过十几年的研究，已经取得了很多优秀的成果。另外，Cu材料被看作是一种非常有潜力的CO₂光转化助催化剂，尤其单原子铜的制备被各国科学家高度重视。然而，关于单原子铜作为CO₂光转化助催化剂的研究成果并不多，本发明人认为：这主要是因为其制备方法非常的复杂，且获得的单原子铜非常的不稳定，极易被空气中的氧气氧化。因此，进一步探索简单、可行的原子级分散的原子级分散铜CO₂转化助催化剂的制备方法具有很高的意义及价值。

发明内容

针对上述的不足，本发明旨在提供一种原子级分散铜CO₂转化助催化剂及其制备方法和应用，本发明的方法能够在TiO₂纳米片表面制备出原子级分散的 Cu，显著提高了TiO₂光催化转化CO₂的催化性能。

本发明的第一目的，是提供一种原子级分散铜CO₂转化助催化剂的制备方法。

本发明的第二目的，是提供所述方法得到的原子级分散铜CO₂转化助催化剂。

本发明的第三目的，是提供所述原子级分散铜CO₂转化助催化剂及其制备方法的应用。

为实现上述发明目的，本发明公开了下述技术方案：

首先，本发明公开一种原子级分散铜CO₂转化助催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将TiO₂纳米片分散到水中搅拌均匀，得到TiO₂纳米片分散液；

(2)向TiO₂纳米片分散液中加入Cu²⁺，然后通入CO₂气体，得到混合液；

(3)将步骤(2)的混合溶液密封后用氙灯进行光照，完成后将得到的固体产物进行洗涤、干燥，即得在单原子铜分布在TiO₂表面纳米片表面的催化剂。