[发明专利]一种电催化二氧化碳还原电极的制备方法及其应用

摘要

一种电催化二氧化碳还原电极的制备方法及其应用，其属于电催化的技术领域。本发明采用两步法制备了Zn‑TCPP(Co)‑MOF，其中金属钴与四(4‑羧基苯基)卟啉形成的配合物为MOF的有机配位体，硝酸锌为节点。Zn‑TCPP(Co)‑MOF负载到碳纸上组成Zn‑TCPP(Co)‑MOF/CP电极，在以0.5 M CsHCO3水溶液为电解液的电催化二氧化碳还原体系中，表现出了优异的催化活性以及对主产物一氧化碳的选择性。

主权项

1.一种电催化二氧化碳还原电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)Zn‑TCPP(Co)‑MOF的制备将六水合硝酸钴与四(4‑羧基苯基)卟啉按摩尔比1:1的比例在氮气保护下DMF回流反应；反应结束后冷却至室温，向上述溶液中加入六水合硝酸锌，加热到80℃继续反应，反应结束后冷却至室温，经离心、洗涤后得到红色固体Zn‑TCPP(Co)‑MOF；所述六水合硝酸锌与四(4‑羧基苯基)卟啉的摩尔比为1:2；MOF骨架的Zn和金属配位中心的Co都是+2价；(2)Zn‑TCPP(Co)‑MOF/CP电极的制备先将碳纸分别用浓硝酸、乙醇和超纯水清洗，除去碳纸表面的有机物和金属杂质；取2.5mg Zn‑TCPP(Co)‑MOF加入混合溶液中，超声30min得到均匀的分散液；取0.1mL分散液均匀滴加到活性面积为1cm2的碳纸上，在空气中过夜干燥，得到Zn‑TCPP(Co)‑MOF/CP电极；所述混合溶液为乙醇、聚乙烯亚胺PEI与Nafion胶NR50的体积比为VEtOH∶VPEI∶VNafion＝1000∶1∶2；所述Zn‑TCPP(Co)‑MOF/CP电极中Zn‑TCPP(Co)‑MOF纳米片的厚度大多数在16nm～35nm之间。