[发明专利]一种通过还原性气氛优化界面的二氧化碳电催化材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种通过还原性气氛优化界面的二氧化碳电催化材料的制备方法，其特征在于在水热法合成氧化亚铜的过程中调控通入含有还原性气体的混合气的流速，得到优化界面的铜基电催化材料。

2.如权利要求1所述的一种通过还原性气氛优化界面的二氧化碳电催化材料的制备方法，其特征在于具体包括以下步骤：配制二价铜盐水溶液，并向其中持续通入还原性气体的条件下，再将氢氧化钠溶液滴加其中，水浴加热且不断搅拌一定时间，之后将抗坏血酸溶液滴入其中，水浴加热且不断搅拌一定时间，离心分离，水洗、醇洗数次后得到优化界面的铜基电催化材料。

3.如权利要求2所述的一种通过还原性气氛优化界面的二氧化碳电催化材料的制备方法，其特征在于所述还原性气体为CO、H₂、NH₃中的一种或多种，以氮气作为混合气的稀释气，混合气中还原性气体的体积分数为5~15%。

4.如权利要求2所述的一种通过还原性气氛优化界面的二氧化碳电催化材料的制备方法，其特征在于所述二价铜盐水溶液的浓度为0.001-0.1 mol/L，优选为0.005~0.01mol/L；以二价铜盐水溶液的体积为100 ml计，还原性气体的通入流量为0.2-2mL/min，优选为0.4~0.6mL/min。

5.如权利要求2所述的一种通过还原性气氛优化界面的二氧化碳电催化材料的制备方法，其特征在于所述氢氧化钠溶液浓度为1-3 mol/L，滴加速率为1-5 mL/min，氢氧化钠与二价铜盐投料摩尔比为10~30:1，优选为20:1，滴加后搅拌时间为0.5-3 h，水热温度为40-60℃。

6.如权利要求2所述的一种通过还原性气氛优化界面的二氧化碳电催化材料的制备方法，其特征在于所述抗坏血酸溶液浓度为0.2-1 mol/L，滴加速率为1-5 mL/min ，抗坏血酸与二价铜盐投料摩尔比为4~8:1，优选为6:1，之后搅拌时间为0.5-3 h，水热温度为40-60℃。

7.如权利要求2所述的一种通过还原性气氛优化界面的二氧化碳电催化材料的制备方法，其特征在于水洗次数为1-3次，醇洗次数为1-3次，所述醇为乙醇、甲醇、异丙醇中的一种或多种。

8.如权利要求1~7任一所述方法制备的通过还原性气氛优化界面的二氧化碳电催化材料。

9.如权利要求8所述的通过还原性气氛优化界面的二氧化碳电催化材料在电催化转化CO₂为C₂₊产物中的应用。

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于所述二氧化碳电催化材料涂覆于碳纸上作为工作电极，以泡沫镍为阳极，饱和Ag/AgCl电极为参比电极，以0.1~1mol/L KHCO₃水溶液作为电解液，对电解液进行CO₂曝气使其饱和，在三电极体系的气体扩散电极GDE中进行，阴、阳极电解液用阴离子交换膜隔开，阴、阳极电解液分别连续流入流出，电解反应使CO₂转化为C₂₊产物。