[发明专利]铜基三维自支撑电催化材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.铜基三维自支撑电催化材料，其特征在于，是于碳材料基底上通过电化学方法固载Cu/CuO催化剂纳米颗粒得到的铜基三维自支撑电催化材料。

2.根据权利要求1所述的铜基三维自支撑电催化材料，其特征在于，所述碳材料基底是碳布、碳纸和石墨烯气凝胶。

3.一种铜基三维自支撑电催化材料的制备方法，其特征在于，方法如下：将碳材料基底置于铜线做的笼子中作为工作电极，Ag/AgCl作为参比电极，碳棒作为对电极，在三电极体系中以0.1M KOH作为电解液，在-0.2V下进行恒电压扫描2-4h，将固载了Cu/CuO催化剂纳米颗粒的碳材料基底取出，水洗，干燥，获得铜基三维自支撑电催化材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述铜线做的笼子是采用直径为0.5-1.0mm的紫铜编织成的笼子。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述碳材料基底为石墨烯气凝胶GA，所获得铜基三维自支撑电催化材料为Cu/CuO@GA；所述石墨烯气凝胶GA的制备方法为：取氧化石墨烯GO水溶液，加入乙二胺和硼酸钠溶液，充分搅拌，超声10min，置于反应釜中120℃下反应14h，所得产物用乙醇溶液洗涤，-10℃冷冻后常温干燥，得石墨烯气凝胶GA。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯GO的制备方法为：冰水浴下，于浓硫酸中依次加入高纯石墨粉和硝酸钠，搅拌均匀，然后保持温度在20℃以下分批加入高锰酸钾，50-70min加完，待混合物颜色由紫色变成草绿色后，于40℃下反应0.5-1h，待混合物变成棕色糊状，停止加热，常温静置72h，所得产物缓慢注入75℃热水中，搅拌均匀后，逐滴加入30％的过氧化氢至混合液变为亮黄色，趁热离心，并用50℃蒸馏水离心洗涤，用5％的碳酸钠溶液中和多余的酸至中性，蒸馏水离心洗涤至上清液无硫酸根，60℃干燥得氧化石墨烯GO。

7.权利要求1所述的铜基三维自支撑电催化材料在电催化二氧化碳还原中的应用。