【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电催化co2还原，具体涉及芳烃修饰的铜电催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、能源作为21世纪三大支柱产业之一，消耗了大量的化石燃料，因此排放出了巨量二氧化碳温室气体，极快加速了全球气候变暖的进程。利用电化学技术，可在清洁、易得和稳定的电能驱动下，将二氧化碳温室分子高效转化为化学能，并储存在化工燃料和产品中，为降低化石能源的使用率和实现碳中和奠定了重要基础。其中铜对电还原co2制备碳二及以上产物具有良好的选择性。目前，利用铜基催化剂电还原co2制备碳二及以上产物的选择性（60%以上的法拉第效率）和活性（分电流密度超过200 ma cm-2）可以同时满足，但受限于阴极腐蚀，其稳定性仍有待于提高，从而限制了工业化应用的发展。
2、疏水修饰可以有效减少催化剂界面水，从而削弱吸附氢覆盖度，减弱cuh生成，抑制阴极腐蚀，提高催化剂稳定性，但目前疏水有机物大多采用烷烃分子，产物主要为碳一产物包括一氧化碳、甲酸、甲烷等。由于烷烃分子之间间距小，不利于水分子及二氧化碳分子到达催化剂表面，导致催化剂表面界面水减少的同时，反应中间体如一氧化碳覆盖度也大大降低，不利于发生碳碳偶联，碳二及以上产物选择性出现降低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种电催化活性高和稳定性好的芳烃修饰的铜电催化剂及其制备方法，并应用于高效稳定的电催化co2还原制取碳二及以上产物中。
2、本专利技术提供的芳烃修饰的铜电催化剂的制备方法，是通过在芳烃溶液中加热搅拌在含铜前驱体表面
3、（1）将10 mg~200 mg含铜前驱体粉末分散在10 ml~200 ml芳烃溶剂中，超声使其完全分散；
4、（2）将分散液在100~200℃温度下进行加热并搅拌6~24 h，经过洗涤、过滤、干燥，得到芳烃修饰的前驱体；
5、（3）将芳烃修饰的铜前驱体粉末分散在溶剂中，加入nafion后超声至分散均匀，滴涂至气体扩散电极，经电还原，得到芳烃修饰的铜电催化剂；其中，铜催化剂负载量在0.1~1000 mg/cm2。
6、进一步地：
7、所述铜前驱体粉末是cuo、cu2o中的一种或多种。
8、所述芳烃溶剂是甲苯、对二甲苯、1,3,5-三甲苯、乙苯、丙苯中的一种或多种，优选甲苯。
9、步骤（1）中，优选含铜前驱体粉末的量为10 mg~50 mg，优选芳烃溶剂的量为10 ml~25 ml。
10、步骤（2）中，优选反应温度110~170℃。
11、步骤（3）中，优选铜催化剂负载量在100~1000 mg/cm2。
12、本专利技术通过控制加热温度、加热时长和加入的含铜前驱体粉末的量，来控制芳烃修饰的铜催化剂的性能。
13、上述得到的芳烃修饰的铜催化剂，可用于电催化co2还原制取碳二及以上产物中，具有高的催化活性和稳定性。
14、电催化co2还原的测试体系是基于氢氧化钾电解液的流动池和基于碳酸氢钾电解液的膜电极。
15、所述制备的碳二产物检测为乙烯、乙醇、乙酸和正丙醇中的一种或多种，其中乙烯为主要产物。
16、本专利技术通过在铜催化剂表面修饰芳烃分子，利用苯环间的π-π相互作用，使得分子间具备较宽的微孔通道，可以提高催化剂疏水性，改善其反应微环境，实现减少界面水的同时富集co2，促进碳碳偶联的发生，有效提高电催化co2还原得到碳二及以上产物的活性和稳定性，提高碳二及以上产物的选择性至78%，最高活性可达-1.81 a·cm-2；并可抑制阴极腐蚀，提高催化剂稳定性，将其组装至膜电极装置后，可在-1 a电流下稳定运行400 h。本专利技术原材料来源广泛，制备方法简单，价格低廉，可将温室气体co2高效转化为具有高附加值的碳二及以上产物，市场应用前景广阔，有利于推广应用，实现大规模生产。
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1.一种芳烃修饰的铜电催化剂的制备方法，其特征在于，是通过芳烃溶液中加热搅拌在含铜前驱体表面修饰芳烃，再将其滴涂在气体扩散电极上，通过电还原得到芳烃修饰铜催化剂；具体步骤为：
2.根据权利要求1所述的芳烃修饰的铜电催化剂的制备方法，其特征在于，所述铜前驱体粉末选自CuO、Cu2O。
3.根据权利要求1所述的芳烃修饰的铜电催化剂的制备方法，其特征在于，所述芳烃溶剂选自甲苯、对二甲苯、1,3,5-三甲苯、乙苯、丙苯。
4.有据权利要求1-3之一所述制备方法得到的芳烃修饰的铜电催化剂。
5.如权利要求4所述的芳烃修饰的铜电催化剂在电催化CO2还原制取碳二及以上产物中的应用，在-0.91 V vs RHE电位下拥有78%的碳二及以上产物选择性，在在-4 A·cm-2恒电流下碳二及以上产物分电流密度达-1.81 A·cm-2。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述制备的碳二产物为乙烯、乙醇、乙酸和正丙醇中的一种或多种，其中乙烯为主要产物。
7. 根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述在-1 A恒电流下可以
...【技术特征摘要】
1.一种芳烃修饰的铜电催化剂的制备方法，其特征在于，是通过芳烃溶液中加热搅拌在含铜前驱体表面修饰芳烃，再将其滴涂在气体扩散电极上，通过电还原得到芳烃修饰铜催化剂；具体步骤为：
2.根据权利要求1所述的芳烃修饰的铜电催化剂的制备方法，其特征在于，所述铜前驱体粉末选自cuo、cu2o。
3.根据权利要求1所述的芳烃修饰的铜电催化剂的制备方法，其特征在于，所述芳烃溶剂选自甲苯、对二甲苯、1,3,5-三甲苯、乙苯、丙苯。
4.有据权利要求1-3之一所述制备方法得到的芳烃修饰...
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