[發明專利]一種銅基復合材料在電催化還原CO2

在審

• 申請號: 202011316165.1
• 申請日: 2020-11-22
• 公開（公告）號: CN112359374A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 趙玉平
• 申請（專利權）人: 趙玉平
• 主分類號: C25B3/03
• 分類號: C25B3/03;C25B11/077
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種銅基復合材料在電催化還原CO₂中的應用，其特征所述銅基復合材料通過如下步驟制備：

（1）對銅基合金進行預處理；

（2）以含銅溶液作為電解液，將銅基合金作為陰極，在極高負偏壓進行電化學沉積還原；

（3）高溫化學還原銅納米線晶種；

（4）水熱處理獲得刺狀銅基復合材料；

（5）氧化；

其中步驟（1）預處理為打磨和無機脫脂；

其中步驟（2）所述含銅電解液包括有硫酸銅、硫酸、氯離子和表面活性劑，所述陽極為惰性電極或純銅；

其中步驟（3）所述高溫化學還原使用的溶液為乙酸銅、丙三醇混合液；

其中步驟（4）所述水熱使用的溶液與步驟（3）的溶液一致，密閉狀態，

其中步驟（5）使用的氧化溶液為氨水和碳酸銅混合液，

所述銅基合金在-1.8V vs Ag/AgCl電解電壓下，電化學轉化法的法拉第效率＞60％，乙烯選擇性≥40%。

2.如權利要求1所述的一種銅基復合材料在電催化還原CO₂中的應用，其特征在于所述銅基合金為銅鎳白銅合金，所述形狀為棒狀或板狀。

3.如權利要求1所述的一種銅基復合材料在電催化還原CO₂中的應用，其特征在于所述打磨為：依次使用200#、600#、1200#砂紙砂磨。

4.如權利要求1所述的一種銅基復合材料在電催化還原CO₂中的應用，其特征在于所述脫脂為15g/L Na₂CO₃、 10g/L Na₃PO₄^.12H₂O、10 g/L Na₂SiO₃，溫度為50^oC，時間2min。

5.如權利要求1所述的一種銅基復合材料在電催化還原CO₂中的應用，其特征在于所述含銅電解液：140-150g/L CuSO₄^.5H₂O；30-35g/L H₂SO₄；40-45g/L Cl^-；0.5-1g/L APEO；溫度25-30^oC；直流恒電壓-13V，時間5s-10s。

6.如權利要求1所述的一種銅基復合材料在電催化還原CO₂中的應用，其特征在于所述步驟（3）所述高溫化學還原使用的溶液：3-5M無水乙酸銅的丙三醇溶液，溫度為300-350^oC，非密閉狀態，時間為15-20min。

7.如權利要求1所述的一種銅基復合材料在電催化還原CO₂中的應用，其特征在于所述步驟（4）所述水熱溫度為110-120^oC，時間為12-24h。

8.如權利要求1所述的一種銅基復合材料在電催化還原CO₂中的應用，其特征在于所述步驟（3）和步驟（4）的反應釜為不銹鋼無內襯水熱反應釜，在步驟（4）前，使用氮氣排空步驟（3）中反應釜中的空氣。

9.如權利要求1所述的一種銅基復合材料在電催化還原CO₂中的應用，其特征在于所述步驟（5）氨水的濃度為100-120ml/L 質量分數為25wt.%的氨水溶液，40g/L碳酸銅，時間為3-5min，溫度為15-20^oC。