[发明专利]用于CO2

说明书

用于CO₂RR的电催化材料B‑Cu₂O的制备方法，属于电催化还原CO₂制C₂H₄领域。前驱体A的物理混合沉淀制备；将硝酸铜、氨水、氢氧化钠和超纯水混合得到固体，然后离心干燥得到前驱体A；前驱体B的制备；前驱体A、硼酸、无水乙醇混合得到固体物质，离心干燥得到前驱体B；前驱体C的制备，前驱体B放入马弗炉加热，室温加热到500℃，并在此温度下保温120min，最后自然冷却降至室温得到前驱体C；将前驱体C电化学处理得到的固体B‑Cu₂O。所得催化剂具有一定催化活性的同时，缩短了材料合成所需的时间、减小了制备过程能量的消耗且得到的材料微观形貌统一，尺寸分布集中。上述特征有助于CO₂RR过程的深入研究。

技术领域

本发明属于电催化还原CO₂制C₂H₄领域，具体公开了用于CO₂RR的电催化材料B-Cu₂O的制备方法。

背景技术

随着环境问题的日益严峻，利用电化学技术将CO₂转化为一种高价值的燃料或者其他化学品已经成为一种有效的方法，可以有效的关闭碳循环，降低自然界中的CO₂浓度。在CO₂转化产物中，乙烯相比一氧化碳甲烷有着更高的利用价值。在高选择性电催化还原CO₂制取高价值产物过程中，Cu氧化物催化剂由于其对于中间体特殊的吸附性，导致其能够有效的将CO₂还原各种烃类，醇类产物。但是，对于Cu氧化物催化剂转化为C2产物中，面临的其选择性差，稳定性低等问题。为了合理转化CO₂为有价值的产物，通过调节铜氧化物的配位环境，提高其对于C2产物的选择性和稳定性。

实现电催化CO₂还原，制备性能优异的电催化剂是其中最重要，也是最困难的一步，而其中催化剂需要以下的特征：简单低能耗的合成过程，单一的产物选择性，优异的催化稳定性。在商用的氧化亚铜催化剂面临的其对于产物的选择性差，转化率低，同时其稳定性差的问题。我们制备的催化剂通过B与O的亲和性较高，形成的B-O键较稳定，从而能够有效通过B稳定Cu₂O催化剂。不仅如此，我们创造制备的B-Cu₂O催化剂在合成过程中能耗较低，在电化学转化CO₂过程中，稳定了活性位点Cu⁺，同时与此对应的乙烯选择性高，活性高，同时明显提高了其稳定性。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明旨在提供一种方便快捷地制备电催化CO₂还原催化剂B-Cu₂O的方法，能够在有效降低合成过程中能耗，同时提高其电化学过程中CO₂转化选择性和稳定性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于电催化还原CO₂的B-Cu₂O材料及其制备方法，包括以下步骤：

(1)前驱体A的物理混合沉淀制备；将硝酸铜、氨水、氢氧化钠和超纯水混合得到固体，然后离心干燥得到前驱体A；

(2)前驱体B的制备；前驱体A、硼酸、无水乙醇混合得到固体物质，离心干燥得到前驱体B，

(3)前驱体C的制备，前驱体B放入马弗炉加热，室温加热到500℃，并在此温度下保温120min，最后自然冷却降至室温得到前驱体C；

(4)将前驱体C电化学处理得到的固体B-Cu₂O。