[发明专利]一种具有电催化还原二氧化碳性能的复合材料及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种具有电催化还原二氧化碳性能的复合材料及其制备方法和应用。其中，该复合材料为三维网络状结构，包括三维多孔碳支架，在所述三维多孔碳支架上负载有钴元素，形成钴‑碳活性催化中心，或者在所述三维多孔碳支架上负载有钴元素和氧元素，形成钴‑碳‑氧活性催化中心。所述钴‑碳活性催化中心由腐植酸‑酚醛树脂泡沫与水溶性钴盐经水热反应再经热处理形成，所述钴‑碳‑氧活性催化中心由腐植酸‑酚醛树脂泡沫与水溶性钴盐经水热反应和热处理，再与氧气反应形成。该复合材料稳定性好、电化学性能好、生产成本低、适宜于大规模制备。

主权项

1.一种具有电催化还原二氧化碳性能的复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)、取表面活性剂和水溶性金属钴盐溶于蒸馏水中，配制成表面活性剂‑金属钴盐混合溶液；所述表面活性剂‑金属钴盐混合溶液中表面活性剂的浓度为30‑80mg/mL，钴离子的浓度为0.1‑0.2mol/L；所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮；(2)、取三维多孔碳支架作为碳基底材料，将其浸入步骤(1)所得表面活性剂‑金属钴盐混合溶液中，然后进行水热反应，得到钴‑碳前驱复合材料；所述碳基底材料与所述表面活性剂‑金属钴盐混合溶液的质量体积比为0.0125‑0.02g/mL，所述水热反应的反应温度为160‑180℃，水热反应时间为10‑15小时；所述三维多孔碳支架为腐植酸‑酚醛树脂泡沫；(3)、取步骤(2)所得钴‑碳前驱复合材料在氢气和氩气的混合气气氛下进行热处理，得到具有电催化还原二氧化碳性能的钴‑碳复合材料；所述氢气和氩气的混合气中氢气所占体积百分比为3％‑5％；所述热处理的温度为700‑900℃，热处理时间为2‑3小时。