[發明專利]Ag納米晶、其制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201711038135.7
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN107775013B
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 黃偉新;楊敏
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: B22F9/22
• 分類號: B22F9/22;B22F1/00;B01J23/50;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙青朵

本發明提供了一種Ag納米晶，其具有八面體形貌或立方體形貌，無保護劑。本發明還提供了一種Ag納米晶的制備方法、其應用、CO₂電還原的方法及乙烯環氧化的方法。本發明提供的Ag納米晶具有形貌規整的八面體或者立方體結構，無保護劑，可用作催化劑，應用于CO₂電還原生成CO和乙烯環氧化反應均具有優越的催化性能。本發明提供的方法簡單方便，無需特別的實驗儀器和繁瑣的實驗步驟，只需以無保護劑的規整形貌的Ag₂O作為前驅體，用Ar預處理氣氛及CO作為還原氣氛還原Ag₂O，即可得到相應形貌的Ag納米晶。

技術領域

本發明屬于納米材料技術領域，尤其涉及一種Ag納米晶、其制備方法及其應用。

背景技術

Ag作為一種較為廉價的貴金屬材料，在催化反應中具有極其廣泛的應用。工業上，Ag廣泛用于部分氧化反應，包括乙烯環氧化和甲醇部分氧化制備甲醛等。除此之外，由于其優越的電催化性能，近年來也廣泛應用于CO₂電化學反應。因此，Ag在石油、化工、能源等領域中占有極其重要的地位。

目前在科學研究中，合成形貌規整無保護劑的Ag納米晶具有很大的難度，因而大多研究Ag納米晶的形貌效應僅存在于模型催化和理論計算中，在實體納米催化研究中很少有這方面的涉及，因此合成形貌規整無保護劑的Ag納米晶在科學研究中具有極其重要的意義。

近年來，由于化石燃料的大量燃燒，釋放出大量的CO₂,導致了嚴重的環境問題。因此，為了實現碳平衡能量循環，緩解能源危機，利用可再生能源把CO₂轉化成有用的化學藥品和燃料顯得尤為重要。電催化還原CO₂過程簡單且對環境無毒害，因而引起了科學家們的廣泛關注。

Cu、Ag和Au被廣泛應用于電催化還原CO₂。銅基催化劑能有效的把CO₂電還原成一些含碳有機物(如甲醇，乙醇，甲酸等)，但是由于其自身不穩定的原因，在電催化還原CO₂應用中存在很大的局限性。Ag和Au催化劑能在抑制H₂生成的情況下，高效地把CO₂電還原成CO，但是Au價格昂貴，相比之下，具有與Au相當電催化性能的金屬Ag更適合用來電催化還原CO₂。到目前為止，盡管存在一些研究工作探討金屬Ag催化劑電還原CO₂的催化性能及其微觀反應機理，發現金屬Ag催化劑的催化性能與Ag的結構息息相關，但是目前所報道的Ag催化劑暴露的都是多個晶面或帶有保護劑，所以有關Ag催化劑催化性能與及結構之間的關系仍有不清楚之處。因此，合成無保護劑形貌規整的Ag納米晶催化劑對其CO₂的催化性能及其微觀反應機理的研究有著極其重要的意義。

乙烯環氧化制備環氧乙烷是工業上特別重要的催化反應，目前所用的是負載型Ag催化劑。為了提高環氧乙烷的選擇性，科研者們采用加入助劑和鑒定表面活性位等，但目前用于乙烯環氧化的Ag催化劑一般都帶有保護劑或是多晶Ag催化劑，大部分研究尚存在于理論模型之中。因此，隨著納米技術的發展，通過合成形貌規整暴露單一晶面無保護劑的Ag催化劑對提高環氧乙烷的選擇性和研究其微觀反應機理有著極其重要的作用。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種Ag納米晶、其制備方法及其應用，本發明提供的Ag納米晶形貌規整、無保護劑，具有良好的催化活性。

本發明提供了一種Ag納米晶，其具有八面體形貌或立方體形貌，無保護劑。

本發明提供的Ag納米晶具有規整的八面體形貌或立方體形貌，無保護劑，應用于CO₂電還原生成CO和乙烯環氧化反應均具有優越的催化性能。

本發明還提供了一種Ag納米晶的制備方法，包括以下步驟：