[发明专利]一种阴阳离子双掺杂催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种阴阳离子双掺杂的氧化亚铜/铜材料，包括基底材料和双掺杂在所述基底材料中的阴阳离子；

所述基底材料为氧化亚铜/铜界面材料；

所述阳离子为银；

所述阴离子为硫；

所述阴、阳离子分别占所述阴阳离子双掺杂的氧化亚铜/铜材料的摩尔比在10%以下；

所述阴阳离子双掺杂的氧化亚铜/铜材料通过包括如下步骤的方法制备得到：

a）配制含乳酸和氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液，向其中加入阴离子盐和十六烷基三甲基溴化铵得到电解液，以甘汞电极作为参比电极，铂网电极作为对电极，铜基底材料作为工作电极，在所述电解液中进行10圈循环伏安，得到前驱体；

b）将含有阳离子盐的溶液滴到步骤a）得到的前驱体表面，干燥后用作工作电极，以甘汞电极作为参比电极，铂网电极作为对电极，在H型电解池中进行电化学还原，得到阴阳离子双掺杂的氧化亚铜/铜材料；

步骤a）中，所述阴离子盐为硫化钠；

步骤b）中，所述阳离子盐为银的可溶盐；

所述电化学还原过程中在阴极不断通入二氧化碳；

所述H型电解池的阳极和阴极的电解液不同，阳极电解液为0.5 mol/L的硫酸，阴极电解液为摩尔比为1:3的1-丁基-3甲基咪唑四氟硼酸盐和水。

2. 根据权利要求1所述的阴阳离子双掺杂的氧化亚铜/铜材料，其特征在于：步骤a）中，所述电解液中，乳酸的浓度为2.3 mol/L；氢氧化钾或氢氧化钠的浓度为3.2 mol/L；

所述阴离子盐的浓度为100 mmol/L；

所述十六烷基三甲基溴化铵的浓度为0-100 mg/mL，端点 0 不可取；

所述10圈循环伏安中，设置电压为-0.2 伏到-0.8伏，扫速为5毫伏每秒。

3.根据权利要求1所述的阴阳离子双掺杂的氧化亚铜/铜材料，其特征在于：步骤b）中，所述电化学还原过程设置的还原电位为-1.6伏，时间为30分钟。

4.权利要求1-3中任一项所述的阴阳离子双掺杂的氧化亚铜/铜材料在电催化二氧化碳还原制备甲醇中的应用，所述应用中，所述阴阳离子双掺杂的氧化亚铜/铜材料用作阴极材料。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述应用为在电催化二氧化碳还原制备甲醇中抑制析氢反应，提高甲醇的选择性。

6.一种电催化二氧化碳还原制备甲醇的方法，包括如下步骤：以甘汞电极为参比电极，以铂网电极为对电极，以权利要求1-3中任一项所述的阴阳离子双掺杂的氧化亚铜/铜材料为工作电极，在H型电解池中进行电化学还原，得到甲醇；

所述H型电解池中，阳极电解液为0.5 摩尔每升的硫酸，阴极电解液为摩尔比为1:3的1-丁基-3甲基咪唑四氟硼酸盐和水；在阴极不断的通入二氧化碳气体。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述电化学还原过程设置的还原电位为-0.9-（-1.3）伏。