[發明專利]用于電化學還原CO2

在審

• 申請號: 202110015717.3
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112642434A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 曾尚紅;劉尚鵬;吳進芳;趙原松;薛雷
• 申請（專利權）人: 內蒙古大學
• 主分類號: B01J23/80
• 分類號: B01J23/80;B01J35/02;C01B32/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于電催化還原CO₂制備CO的納米片與納米顆粒相結合的花簇狀Cu₂O負載ZnO催化劑，其特征在于：所述用于電化學還原CO₂的Cu₂O負載ZnO催化劑為花簇狀，ZnO為納米顆粒與納米片相結合的共聚物，Cu₂O高度分散在ZnO表面。

2.根據權利要求1所述的用于電催化還原CO₂制備CO的花簇狀Cu₂O負載ZnO催化劑，其特征在于：所述催化劑ZnO載體為5 μm花簇狀。

3.根據權利要求1所述的用于電催化還原CO₂制備CO的花簇狀ZnO負載Cu₂O催化劑，其特征在于：所述催化劑Cu₂O負載量為3 wt.%、5 wt.%、10 wt.%。

4.一種用于電催化還原CO₂制備CO的花簇狀Cu₂O負載ZnO催化劑，其特征在于：它包括如下步驟：

1）稱取5.96g Zn(NO₃)₂·6H₂O溶于45 mL去離子水中，超聲溶解并在常溫下攪拌15 min形成均勻無色透明的溶液：

2）稱取2.4g NaOH超聲溶解于15 mL去離子水中，備用；

3）將2）溶液逐滴加入到1）溶液中，在不斷攪拌下升溫至85 ℃并保持3小時，待其自然降溫至室溫，收集產物，用去離子水和乙醇洗滌幾次，在干燥箱保持70 ℃干燥12小時，得到花簇狀ZnO載體，備用；

4）稱取0.0277g CuSO₄·5H₂O超聲溶解于50 mL去離子水中，于室溫下磁力攪拌10 min形成均勻的透明藍色溶液，備用；

5）用量筒量取4.85 ml質量分數為50%的N₂H₄·H₂O，在容量瓶中定容到100 mL，配制成0.5 mol/L的N₂H₄·H₂O，備用；

6）稱取上述1）-3）步驟獲得的0.3g ZnO，溶解于4）溶液中，磁力攪拌器攪拌10 min再超聲處理15 min，使Cu₂O負載于ZnO表面；

7）將5）溶液攪拌的同時將溫度升高至70 ℃并保持20 min；

8）保持攪拌，將5）溶液緩慢滴加50 mL于6）溶液中，保持60 min，待其自然降溫至室溫，收集產物，用去離子水和乙醇洗滌幾次，在真空干燥箱中保持60 ℃干燥8小時，制得5wt.%Cu₂O負載ZnO花簇狀催化劑；

8）按照步驟5）分別稱取0. 461g和0. 922g五水硫酸銅置于100 mL燒杯中并加入30 mL去離子水，磁力攪拌器攪拌20 min，重復步驟5）、6）、7）、8）得到5 wt.% Cu₂O負載ZnO和10wt.% Cu₂O負載ZnO花簇狀催化劑。

5.根據權利要求4所述的用于電催化還原CO₂制備CO的花簇狀ZnO負載Cu₂O新型催化劑的制備方法，其特征在于：以NaOH為沉淀劑，檸檬酸鈉為表面活性劑，溶劑熱法結合熱化學還原法合成催化劑的結構和組成。

6.所述的用于電催化還原CO₂制備CO的花簇狀Cu₂O負載ZnO新型催化劑的制備方法，其特征在于： 所述步驟1）中， Zn(NO₃)₂·6H₂O溶解于水中，形成溶液。

7.所述的用于電催化還原CO₂制備CO的花簇狀Cu₂O負載ZnO新型催化劑的制備方法，其特征在于：所述步驟2）中，緩慢加入NaOH溶液，有利于ZnO顆粒聚合形成花簇。