[發(fā)明專利]一種銅催化劑及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111593603.3
• 申請(qǐng)日: 2021-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN116334671A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝順吉;張彪;馬文超;何瀟洋;張慶紅;王野
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 嘉庚創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室
• 主分類號(hào): C25B11/075
• 分類號(hào): C25B11/075;C25C1/12;C25B3/03;C25B3/07
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 張素斌

1.一種銅催化劑，其特征在于：所述銅催化劑為晶格具有拉伸應(yīng)變的紡錘形狀的銅催化劑。

2.權(quán)利要求1所述的一種銅催化劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)將銅鹽溶解在N,N-二甲基甲酰胺的水溶液中，然后進(jìn)行熱處理，后進(jìn)行快速降溫冷卻；

(2)將步驟(1)得到的樣品進(jìn)行洗滌，冷凍干燥，得到晶格具有拉伸應(yīng)變的紡錘形狀的銅催化劑的前驅(qū)體，所述前驅(qū)體為氧化銅和氧化亞銅的混合物；

(3)將氧化銅和氧化亞銅的混合物進(jìn)行還原，得到晶格具有拉伸應(yīng)變的紡錘形狀的銅催化劑。

3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中的銅鹽包括硝酸銅、乙酸銅、硫酸銅、乙酰丙酮銅、鹵化銅中的至少一種。

4.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中的熱處理的溫度為120～200℃，熱處理的時(shí)間為1～48h。

5.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述步驟(3)中的還原采用電還原，通過(guò)將氧化銅和氧化亞銅的混合物負(fù)載在疏水碳紙組成的氣體擴(kuò)散層上，通電還原得到晶格具有拉伸應(yīng)變的紡錘形狀的銅催化劑。

6.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于：所述步驟(3)中的通電還原處理的池壓值為2.0～3V，還原時(shí)間為1～20min，還原體系為全電解池膜電極。

7.權(quán)利要求1所述的銅催化劑或權(quán)利要求2～6任一項(xiàng)制備方法所制備的銅催化劑的應(yīng)用，其特征在于：所述銅催化劑應(yīng)用于電催化CO和/或CO₂還原制備多碳化合物。

8.如權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于：將所述銅催化劑和陰離子交換膜、陽(yáng)極催化劑進(jìn)行壓片組成一體后組裝膜電極全電解池，陽(yáng)極側(cè)使用電解液供應(yīng)到陽(yáng)極室，CO和/或CO₂氣體通入陰極側(cè)。

9.如權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于：所述陰離子交換膜的厚度為5～200μm，電解液的濃度為0～10M，反應(yīng)溫度為20～90℃，池壓為1.3～3V，CO氣體的流速為1～100mL·min^-1。

10.如權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于：所述電解液包括LiOH、NaOH、KOH、CsOH、NaHCO₃、KHCO₃、CsHCO₃、KF、KBr、KI、KCl、Na₂SO₄、K₂SO₄溶液和水中至少一種。