[發明專利]一種銅金納米線及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202210204844.2
• 申請日: 2022-03-02
• 公開（公告）號: CN114481183A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 陳敏康;林洪棟;周慧彬;陸文偉;姚銀洲;劉均樂;汪海濤;劉文浩;姜山;梁建輝;陳嘉豪;黃錦堅;劉石;劉志剛;凌彬
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司;廣東電網有限責任公司中山供電局
• 主分類號: C25B11/02
• 分類號: C25B11/02;C25B11/065;C25B11/091;C25B1/23
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 陳嘉雯

本發明涉及電化學技術領域，尤其涉及一種銅金納米線及其制備方法與應用。本發明公開了一種銅金納米線，該銅金納米線不含貴金屬，從而降低了制備成本。該銅金納米線相比于單一金屬的納米線，展現出更優異的催化性能以及一氧化碳的選擇性。

技術領域

本發明涉及電化學技術領域，尤其涉及一種銅金納米線及其制備方法與應用。

背景技術

化石燃料的大量使用不但加速消耗了有限的自然資源，造成能源危機；同時伴隨二氧化碳的大量排放，造成了全球的溫室效應。因此，對CO₂進行資源化利用，使其轉化成可以利用的燃料，一方面可以在不增加CO₂濃度的情況下提供能源供給；另一方面也可以用來減少大氣中CO₂的含量，對解決能源危機與環境問題均具有十分重要的意義。在眾多的CO₂利用中，由于電化學還原CO₂具有以下優點：操作條件相對簡便(如可以在常溫常壓下進行)、該過程易于控制(由電極電位和反應溫度控制)、可以利用潔凈可再生能源(如太陽能、風能)、以及電化學反應系統的緊湊靈活、模塊化、易于放大生產等優點而受到廣泛的關注。但是CO₂化學性質比較穩定、反應活性低，因此需要制備高效催化劑。

用于電催化還原CO₂的電極材料有很多，其中以貴金屬Au、Ag為主的一些催化劑雖然表現出了優越的催化性能，可以將CO₂有效的轉變成CO，但是由于電流密度低、貴金屬成本高、稀缺性等特點嚴重阻礙了這類催化劑商業化的應用。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種銅金納米線，該納米線含有兩種金屬，兩種金屬相互協同促進了催化性能的提升，且該銅金納米線對一氧化碳的選擇性高。

其具體技術方案如下：

本發明提供了一種銅金納米線，所述銅金納米線的直徑為10-200nm，長度為10-1000nm。

本發明還提供了一種銅金納米線的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：將銅源溶液和氫氧化鈉溶液混合，再加入表面活性劑進行第一反應，再加入還原劑進行第二反應，得到銅納米線；

步驟2：將銅納米線溶液與金源混合攪拌，得到銅金納米線。

本發明可在較簡單、溫和的條件下直接合成銅金納米線，還降低了貴金屬的用量，降低了制備成本，同時對環境污染小、不需昂貴的設備及復雜的制備工序，達到了降低制備成本的目的。

本發明步驟1中，所述銅納米線的直徑為10-200nm，長度為10-1000nm；

所述銅源為Cu(NO₃)₂·3H₂O；

所述表面活性劑選自乙二胺，本發明中，乙二胺還充當還原劑；

步驟1中所述還原劑選自水合肼，優選為水合肼；

所述銅源、氫氧化鈉、表面活性劑和還原劑的摩爾體積比為(0.1-0.3)mol：(10-30)mol：(0.1-0.3)mL：(10-30)μL；

所述銅源溶液的濃度為0.1-1M，所述氫氧化鈉的濃度為10-20M；

所述第一反應的溫度為60-90℃，時間為0.5-2h；

所述第二反應的溫度為60-90℃，時間為0.5-2h；

步驟1得到所述銅納米線前，還包括：酸洗；

所述酸洗采用的試劑為硫酸或鹽酸；

所述酸洗的試劑的濃度為0.5-2M；

所述酸洗的時間為10-24h。