[发明专利]一种多价态铜纳米材料、其制备方法及其作为电催化剂在碳捕获技术中的应用

权利要求书

1.一种多价态铜纳米材料，其特征在于，以活性炭为载体，组分是含Cu、CuO和Cu₂O的混合合金，其粒径平均范围在5～10纳米，其粒径分布为小于15纳米。

2.如权利要求1所述的多价态铜纳米材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：取铜盐的稀溶液，加入络合剂，形成铜盐前驱体的配合物；

步骤S2：向所述步骤S1中获得的配合物中加入活性炭，加入高纯水，充分混合均匀后再加入稳定剂；

步骤S3：向所述步骤S2中获得的产物中逐滴加入硼氢化钠溶液，进行还原，冰水浴反应，反应完成后，洗涤、干燥，即可得到所述多价态铜纳米材料。

3.根据权利要求2所述的多价态铜纳米材料的制备方法，其特征在于，所述铜盐的稀溶液包括氯化铜溶液、硝酸铜溶液或硫酸铜溶液，所述铜盐的稀溶液的摩尔浓度为1～2mol/L。

4.根据权利要求2所述的多价态铜纳米材料的制备方法，其特征在于，所述充分混合均匀的方式为：先用超声处理20～40分钟，然后搅拌至少3小时。

5.根据权利要求2所述的多价态铜纳米材料的制备方法，其特征在于，所述铜盐的稀溶液与所述硼氢化钠的摩尔比为1:1～3。

6.根据权利要求2所述的多价态铜纳米材料的制备方法，其特征在于，所述活性炭在使用之前先进行活化处理。

7.如权利要求1所述的多价态铜纳米材料作为电催化剂在碳捕获技术中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述多价态铜纳米材料作为电解池的阴极材料。

9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，使用该电催化剂将CO₂转化为甲醇、甲酸及天然气，且其中甲醇的产率大于等于50％。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，采用电解池作为CO₂捕获的反应体系，电解质溶液为碱金属的碳酸氢盐；所述多价态铜纳米材料作为电解池的阴极材料。