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专利号: 2025104009037
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高性能Bi基异质结构电催化剂,其特征在于:所述电催化剂的分子式为Bi2/BiVO4‑x,呈异质结构且具有氧缺陷,所述电催化剂的纳米粒子的晶格间距为0.395nm,对应金属Bi的(003)面,所述电催化剂的载体的晶格条纹的间距为0.467nm,对应BiVO4‑x的(011)面。

2.根据权利要求1所述的一种高性能Bi基异质结构电催化剂,其特征在于:所述电催化剂呈多级片状结构,其尺寸为50~200nm。

3.一种权利要求1或2所述的高性能Bi基异质结构电催化剂的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:

(1)将硝酸铋加入硝酸溶液中,搅拌均匀,得到透明溶液A;将偏钒酸铵加入氢氧化钠溶液中,超声处理,得到均一溶液B;

(2)将所述透明溶液A和均一溶液B混合均匀,持续搅拌,转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中进行水热反应,自然冷却至室温,离心收集沉淀,依次用去离子水和乙醇清洗,真空干燥,得到BiVO4前驱体粉末;

(3)将所述BiVO4前驱体粉末置于管式炉中,在含有氢气和氮气的混合气氛下进行热处理,待炉降至室温后取出样品;

(4)将所述样品进行原位电还原得到所述电催化剂。

4.根据权利要求3所述的一种高性能Bi基异质结构电催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,所述透明溶液A中硝酸铋的摩尔量为4~6mmol,硝酸溶液的浓度为3~5M;

所述均一溶液B中偏钒酸铵的摩尔量为4~6mmol,氢氧化钠溶液的浓度为1~3M。

5.根据权利要求3所述的一种高性能Bi基异质结构电催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,所述持续搅拌的时间为10~40min;

所述水热反应的温度为180~220℃,所述水热反应的时间为1~2h。

6.根据权利要求3所述的一种高性能Bi基异质结构电催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,在含有氢气和氮气的混合气氛中氢气和氮气的体积比为1:4;

所述热处理的温度为100~300℃,时间为1~3h。

7.根据权利要求3所述的一种高性能Bi基异质结构电催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(4)中,所述原位电还原的电压为‑0.7~‑0.9Vvs.RHE,所述原位电还原的时间为20~

40min。

8.一种权利要求1或2所述的高性能Bi基异质结构电催化剂或根据权利要求3至7任意一项所述的制备方法得到的高性能Bi基异质结构电催化剂在二氧化碳电还原反应中的应用。

9.一种权利要求1或2所述的高性能Bi基异质结构电催化剂或根据权利要求3至7任意一项所述的制备方法得到的高性能Bi基异质结构电催化剂在可逆锌‑二氧化碳电池中的应用。

10.一种权利要求1或2所述的高性能Bi基异质结构电催化剂或根据权利要求3至7任意一项所述的制备方法得到的高性能Bi基异质结构电催化剂在二氧化碳还原耦合甘油氧化(CO2RR||GOR)共电解系统的应用。