[发明专利]铜基催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种铜基催化剂的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：将载有CuO纳米线的电极经电化学还原制得铜基催化剂即可，所述载有CuO纳米线的电极浸于含醛基的呋喃衍生物与中性电解质的水溶液中；

其中，所述水溶液中，所述中性电解质的浓度为0.5~1mol/L；所述含醛基的呋喃衍生物的浓度为0.05~0.1mol/L；

其中，所述含醛基的呋喃衍生物包括糠醛和/或5-羟甲基糠醛；

所述电化学还原的电压为-0.5~-0.3 V；所述电化学还原的时间为5~20分钟。

2.如权利要求1所述的铜基催化剂的制备方法，其特征在于，所述“载有CuO纳米线的电极”为负载于泡沫铜上的CuO纳米线。

3.如权利要求2所述的铜基催化剂的制备方法，其特征在于，所述负载于泡沫铜上的CuO纳米线通过下述步骤制得：将负载于泡沫铜上的Cu(OH)₂纳米线进行煅烧即得。

4.如权利要求3所述的铜基催化剂的制备方法，其特征在于，所述负载于泡沫铜上的Cu(OH)₂纳米线通过如下步骤制得：将泡沫铜作为阳极，在碱溶液中进行电化学刻蚀即得。

5.如权利要求2所述的铜基催化剂的制备方法，其特征在于，所述泡沫铜的技术参数如下：PPI 5~130，空隙率95%；

和/或，在所述电化学刻蚀之前，将所述泡沫铜进行预处理。

6.如权利要求5所述的铜基催化剂的制备方法，其特征在于，所述泡沫铜的厚度1~3mm。

7.如权利要求5所述的铜基催化剂的制备方法，其特征在于，所述预处理按如下步骤进行：将所述泡沫铜依次在1~3mol/L盐酸、丙酮和水中分别进行超声，之后用水洗净；

和/或，所述泡沫铜的尺寸为1cm×2cm。

8.如权利要求7所述的铜基催化剂的制备方法，其特征在于，所述超声的时间为10~15分钟。

9.如权利要求7所述的铜基催化剂的制备方法，其特征在于，所述预处理按如下步骤进行：将所述泡沫铜依次在3mol/L盐酸、丙酮和水中分别超声10分钟，之后用水洗净。

10.如权利要求3或4中所述的铜基催化剂的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为180~400℃；

和/或，所述煅烧的时间为1~4小时；

和/或，所述煅烧的过程中，升温速率为1~5℃/min；

和/或，所述煅烧在马弗炉中进行；

和/或，所述负载于泡沫铜上的Cu(OH)₂纳米线置于陶瓷方舟中进行煅烧。

11.如权利要求10所述的铜基催化剂的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为250~350℃；

和/或，所述煅烧的时间为1.5~3小时；

和/或，所述煅烧的过程中，升温速率为3℃/min。

12.如权利要求11所述的铜基催化剂的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为300℃；

和/或，所述煅烧的时间为2小时。

13.如权利要求4所述的铜基催化剂的制备方法，其特征在于，所述碱溶液为氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液；

和/或，所述碱溶液的浓度为2~5 mol/L；

和/或，所述电化学刻蚀的电流密度为10~20 mA/cm²；

和/或，所述电化学刻蚀的时间为5~10分钟。

14.如权利要求13所述的铜基催化剂的制备方法，其特征在于，所述碱溶液的浓度为3mol/L或4 mol/L。