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专利号: 2022113811841
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于电催化还原二氧化碳的非金属掺杂铜基催化材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:

1)将氢氧化钠溶液逐滴缓慢滴加入铜盐溶液中,水浴加热且不断搅拌一定时间,之后将抗坏血酸溶液逐滴缓慢滴入其中,水浴加热且不断搅拌一定时间,离心分离后水洗1‑3次、醇洗1‑3次后干燥得到沉淀氧化亚铜;

2)将步骤1)所得沉淀氧化亚铜放入真空炉中,抽真空,并升温至一定温度后,保持一段时间,之后随炉冷却至室温,得到活化后的氧化亚铜;

3)将步骤2)活化后的氧化亚铜放入等离子体气相沉积装置中,抽真空,通入氩气,升温至一定温度后,将气体切换为通入含有少量氨气的氩气,进行等离子体处理后,即得到所述非金属掺杂铜基催化材料;

步骤2)中所述升温速度为1 5℃/min,从室温升温至活化温度60 100℃,然后在活化温~ ~度下维持4 8h;

~

步骤3)中所述升温速度为1 15℃/min,从室温升温至200 400℃,在此温度下进行等离~ ~子体处理;等离子体处理的功率为100 300W,处理时间为10 30min;

~ ~

步骤3)中所述含有少量氨气的氩气为体积分数1 5%氨气/氩气混合气;

~

0 +

催化材料的Cu/Cu质量百分比值为0.1‑1.763。

2.如权利要求1所述的一种用于电催化还原二氧化碳的非金属掺杂铜基催化材料的制备方法,其特征在于步骤1)中所述氢氧化钠溶液的浓度为1‑3mol/L,铜盐溶液的浓度为

0.001‑0.1mol/L;

步骤1)中氢氧化钠溶液与铜盐溶液的体积比为1:8 12;

~

步骤1中所述抗坏血酸溶液浓度为0.2‑1mol/L,抗坏血酸溶液与铜盐溶液的体积比为

1:8 12。

~

3.如权利要求2所述的一种用于电催化还原二氧化碳的非金属掺杂铜基催化材料的制备方法,其特征在于步骤1)中,铜盐溶液的浓度为0.005 0.01mol/L;

~

步骤1)中氢氧化钠溶液与铜盐溶液的体积比为1:10;

步骤1中抗坏血酸溶液与铜盐溶液的体积比为1:10。

4.如权利要求1所述的一种用于电催化还原二氧化碳的非金属掺杂铜基催化材料的制备方法,其特征在于步骤1)中氢氧化钠溶液滴加入铜盐溶液中后搅拌时间为0.3‑3h,水热温度为40‑60℃。

5.如权利要求1所述的一种用于电催化还原二氧化碳的非金属掺杂铜基催化材料的制备方法,其特征在于步骤1)中滴入抗坏血酸溶液后搅拌时间为1‑3h,水热温度为40‑60℃,所述醇洗所用的醇为乙醇、甲醇、异丙醇中的一种或多种。

6.如权利要求1 5任一所述方法制备的用于电催化还原二氧化碳的非金属掺杂铜基催~化材料,该催化材料的非金属掺杂元素N/Cu相对原子百分比值为0.2‑0.7。

7.如权利要求6所述的用于电催化还原二氧化碳的非金属掺杂铜基催化材料在电催化转化CO2生成C2H4的应用。