[發明專利]一種電化學還原二氧化碳制合成氣的催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202010786100.7
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN111871406B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 張世國;倪文鵬;張妍
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: C25B11/091
• 分類號: C25B11/091;C25B11/054;C25B1/23;C25B1/02
• 代理公司: 山東知圣律師事務所 37262
• 代理人: 張公穩

1.一種電化學還原二氧化碳制備合成氣的催化劑，其特征在于，所述的催化劑由含單原子M1的碳載體負載含金屬原子M2的分子催化劑組成；M1為銅、鉻、鈷中的一種；

所述含金屬原子M2的分子催化劑為鐵、鈷、銅、錳中一種或多種的酞菁或卟啉的分子催化劑；

所述的含單原子M1的碳載體的具體制備方法為：乙烯基咪唑在偶氮二異丁腈引發下發生聚合，溶劑為N，N-二?甲基甲酰胺，反應后制得聚乙烯基咪唑，將其溶于乙醇后與二氧化硅納米球混合，然后與硝酸銅、硝酸鈷、硝酸鉻中的一種的乙醇溶液和硝酸鋅的乙醇溶液混合得到交聯聚乙烯基咪唑前驅體；該前驅體在氬氣氣氛下于管式爐中進行碳化，然后在濃堿溶液中處理除去二氧化硅納米球，洗滌、烘干；

所述的含單原子M1的碳載體與負載的分子催化劑的質量比為：10:1-1:10；

所述的碳化的溫度為910-1050?℃，反應氣氛為氬氣。

2.權利要求1所述的電化學還原二氧化碳制備合成氣的催化劑的制備方法，其特征在于，采用物理混合的方式負載分子催化劑。

3.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述物理混合方式為研磨。

4.采用權利要求2所述的制備方法得到的催化劑在電化學還原CO₂制備合成氣中的應用，其特征在于，所述的催化劑作為催化電極參與電化學還原CO₂制備合成氣；所述的催化電極的制備過程為：將催化劑粉末與Nafion粘結劑在分散劑中超聲分散后直接滴涂于碳紙并烘干。

5.?如權利要求4所述的應用，其特征在于，所述的分散劑為乙醇、異丙醇、乙二醇中的一種或多種與水的混合物；所述Nafion粘結劑與分散劑的體積比為1：19；催化劑漿料中催化劑濃度為1-10?mg/mL。

6.如權利要求4所述的應用，其特征在于，所述的烘干溫度為50-100℃。