[发明专利]一种铜纳米颗粒催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种铜纳米颗粒催化剂，其特征在于，所述铜纳米颗粒催化剂呈分散颗粒状，颗粒尺寸大小为20～80纳米。

2.一种铜纳米颗粒催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将铜盐、油胺、油酸混合后，在氮气或惰性气氛下20～60摄氏度加热搅拌20～40分钟，均匀混合；

步骤2：将混合溶液在氮气或惰性气氛下以一定速率升温到160～220摄氏度，并在磁力搅拌下充分反应2～4小时，得到铜颗粒与其他反应产物的混合溶液；

步骤3：将混合溶液静置冷却后，加入溶剂，离心，洗涤，干燥后得到纳米结构的铜颗粒；

步骤4：纳米结构的铜颗粒中加入溶剂和全氟磺酸基聚合物溶液，将混合溶液超声，用喷枪将溶液均匀喷在碳材料上，干燥后得到碳材料为基底的铜纳米颗粒催化剂。

3.根据权利要求2所述的一种铜纳米颗粒催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1中所述铜盐包括但不限于醋酸铜、硫酸铜、乙酰丙酮酸铜、碳酸铜和碱式碳酸铜中的一种或多种，铜盐、油胺、油酸的摩尔比为1：(120～140)：(12～14)，采用磁力搅拌，速率为500～700转每分钟。

4.根据权利要求2所述的一种铜纳米颗粒催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2中升温速率为1～4摄氏度每分钟，磁力搅拌速率为500～700转每分钟。

5.根据权利要求2所述的一种铜纳米颗粒催化剂的制备方法，其特征在于，步骤3中所加溶剂为正己烷、环己烷、正戊烷和苯中的一种或多种，混合溶液与溶剂的体积比为1：3。

6.根据权利要求2所述的一种铜纳米颗粒催化剂的制备方法，其特征在于，步骤3中离心次数为2～6次，离心转速为8000～12000转每分钟，离心时间为6～10分钟。

7.根据权利要求2所述的一种铜纳米颗粒催化剂的制备方法，其特征在于，步骤4中碳材料为碳布或碳纸。

8.根据权利要求2所述的一种铜纳米颗粒催化剂的制备方法，其特征在于，步骤4中溶剂为去离子水、甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或多种，纳米结构的铜颗粒与溶剂的质量比为1：(50～70)，全氟磺酸基聚合物溶液与溶剂的体积比为1：(20～40)。

9.根据权利要求2所述的一种铜纳米颗粒催化剂的制备方法，其特征在于，步骤4中超声时间为20～60分钟，温度为室温；喷枪喷涂时的温度为60～100摄氏度；干燥条件为20～50摄氏度下真空干燥8～10小时。

10.根据权利要求1所述的一种铜纳米颗粒催化剂或权利要求2-9任一所述方法得到的铜纳米颗粒催化剂的应用，其特征在于，所述铜纳米颗粒催化剂应用于一氧化氮电催化还原反应。