[發(fā)明專利]一種BaBiO3納米催化劑及其制備方法、應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810135023.1
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108273491A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆旭鵬;許斯杰;周仕明;曾杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號: B01J23/18
• 分類號: B01J23/18;B01J37/03;B01J37/08;B01D53/86;B01D53/62
• 代理公司: 合肥市長遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34119
• 代理人: 段曉微;葉美琴

本發(fā)明公開了一種BaBiO₃納米催化劑，其粒徑尺寸為400nm?600nm；本發(fā)明提出的一種所述BaBiO₃納米催化劑的制備方法，包括：制備BaBiO₃的溶膠凝膠，將BaBiO₃的溶膠凝膠燒結(jié)兩步。本發(fā)明還提出了所述BaBiO₃納米催化劑在二氧化碳電還原反應(yīng)中的應(yīng)用。本發(fā)明所述BaBiO₃納米催化劑的制備方法，簡便，價(jià)格低廉，得到BaBiO₃納米催化劑，其具有較好的導(dǎo)電性，有利于催化過程電子的傳輸；具有適中的CO₂吸附自由能，可有效地提高產(chǎn)CO₂催化活性，同時(shí)具有較好的穩(wěn)定性，適用于商業(yè)化用途。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及催化劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種BaBiO₃納米催化劑及其制備方法、應(yīng)用。

背景技術(shù)

自人類工業(yè)革命以來，由于化石燃料的大量使用，二氧化碳的排放日益增長。同時(shí)，由于二氧化碳的大量排放，溫室效應(yīng)也日趨明顯。因此，如何有效轉(zhuǎn)化二氧化碳成為了一個(gè)重要的課題。因?yàn)槎趸挤肿邮且环N線性分子，轉(zhuǎn)化二氧化碳在技術(shù)方面仍有諸多問題。就目前技術(shù)來講，主要在于利用熱源與催化劑將二氧化碳轉(zhuǎn)化為工業(yè)上可以利用的燃料物質(zhì)。然而，迄今為止大多數(shù)的熱化學(xué)方法所需反應(yīng)條件多為高溫高壓，在實(shí)際應(yīng)用與推廣之中仍有一定的難度。相較而言，電力是一種清潔能源，利用可再生能源(如太陽能、風(fēng)能)電催化二氧化碳還原是一種清潔可持續(xù)的方法。早在上世紀(jì)七十年代，電化學(xué)研究者就已經(jīng)開始研究電催化二氧化碳還原了。至今二氧化碳電還原還未有大規(guī)模使用的商用催化劑，因此制備方便易得的高效二氧化碳電還原的催化劑尤為重要。

如今二氧化碳電還原催化劑種類繁多，金屬氧化物正是其中一大類。金屬氧化物元素總類豐富，地球儲量豐腴，可作為催化劑比較廉價(jià)；鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)的樣品，其穩(wěn)定性好，有利于構(gòu)建高穩(wěn)定性的催化劑；納米尺寸的催化劑，提高了氧化物的導(dǎo)電性，這有利于電催化過程中的電子傳輸。綜上制備納米尺寸的鈣鈦礦氧化物二氧化碳電還原催化劑尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種BaBiO₃納米催化劑及其制備方法、應(yīng)用，所述BaBiO₃納米催化劑的制備方法條件溫和，程序簡單，成本低，環(huán)保，得到的BaBiO₃納米催化劑粒徑相對較小，比表面積相對較大，暴露的活性位點(diǎn)多，應(yīng)用于二氧化碳電還原反應(yīng)中有效的提高了原子的利用率，加快了電催化過程的電子轉(zhuǎn)移以及提供了適度的二氧化碳吸附自由能，有利地提高了電催化效率，從而發(fā)揮其在二氧化碳電還原反應(yīng)中的催化優(yōu)勢，并發(fā)掘出更廣闊的應(yīng)用潛能，同時(shí)具有較好的穩(wěn)定性，適用于商業(yè)化用途。

本發(fā)明提出的一種BaBiO₃納米催化劑，其粒徑尺寸為400nm-600nm。

本發(fā)明還提出的一種所述BaBiO₃納米催化劑的制備方法，包括以下步驟：首先制備BaBiO₃的溶膠凝膠，之后將BaBiO₃的溶膠凝膠燒結(jié)得到所述BaBiO₃納米催化劑。

優(yōu)選地，制備BaBiO₃的溶膠凝膠的具體工藝為：常溫下將硝酸鋇、五水合硝酸鉍以及一水合檸檬酸加入去離子水中攪拌，接著進(jìn)行加熱攪拌，干燥后得到BaBiO₃的溶膠凝膠。

優(yōu)選地，所述硝酸鋇、五水合硝酸鉍、一水合檸檬酸的摩爾量比為1：1：2-3。

優(yōu)選地，五水合硝酸鉍的質(zhì)量與去離子水的體積比為18-20：1g/L。

優(yōu)選地，加熱攪拌的溫度為80-90℃，加熱攪拌的時(shí)間為10-12h。

優(yōu)選地，加熱攪拌的溫度為85℃，加熱攪拌的時(shí)間為11h。