【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电催化剂及制备方法，具体为一种球磨煅烧法制备p掺杂的cu@c复合电催化剂及其电催化co2还原应用。
技术介绍
1、co2被广泛认为是气候变化的主要原因，随着当前化石燃料的持续消耗，环境问题变得愈发严重。从减缓气候变化和开发新的碳资源的角度来看，减少co2并将其转化为有价值的化学物质是势在必行的。可再生能源驱动的电催化co2还原反应可以获得具有消费潜力的增值下游产品，是实现闭合“碳循环”重要途径之一。目前。以ch4为主要成分的天然气是世界第三大能源，液化天然气的热值比航空煤油高15％，在交通、能源等领域得到了广泛的应用。同时，ch4也是一种重要的化工原料，主要用于乙炔、合成氨、碳黑、二硫化碳、氯甲烷等产品合成。因此，随着“双碳”战略的提出，co2甲烷化技术受到越来越多的关注。然而，从动力学和热力学的角度来看，电催化co2还原合成ch4所涉及的复杂的质子耦合、电子转移以及催化位点上不可控的中间体吸附等因素导致了整个反应中特定产物的活性和选择性不佳。因此，合理设计和构建高效的催化剂将反应控制到特定产物的转化途径至关重要。
2、大量的研究报道表明，电催化co2还原的产物多样性主要取决于反应过程中催化剂表面与各种特征中间体之间独特的吸附和键合关系。随着原位技术和理论计算的发展，cu基催化剂的表面价态可以选择性调节产物的理论已经被人们广泛接受。值得注意的是，在电催化co2还原过程中，作为副反应的氢气析出反应也会发生，质子氢取代特征中间体占据反应活性位点的占比会极大影响特定产物催化性能。因此，设计和调节催化剂表面特征
技术实现思路
1、本专利技术的目的针对cu基催化材料催化过程中关键中间体覆盖度不明确的问题，通过简单球磨法将硝酸铜、磷酸二氢铵和柠檬酸制成均匀的混合前驱物，再通过管式炉煅烧得到p掺杂的cu@c电催化剂。该催化剂通过定向调制cu价态，优化关键中间体覆盖度，精准调控eco2rr的反应路径，促使p掺杂的cu@c电催化剂表现出优异的电催化co2还原制ch4的性能。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：一种球磨煅烧法制备p掺杂的cu@c复合电催化剂的制备方法，包括如下制备步骤：
3、(1)称取一定量的含有二价铜离子的金属盐、磷酸二氢铵以及柠檬酸置于球磨罐中，球磨形成均相前驱体；
4、(2)将步骤(1)所得均相前驱体放入坩埚，再置于管式炉中，通入气体，以一定的升温速度加热到一定温度，保持一定时间，即可得到p掺杂的cu@c复合电催化剂。
5、进一步的，所述步骤(1)的含有二价铜离子的金属盐质量为1～2g。
6、进一步的，所述步骤(1)的磷酸二氢铵的质量为1～1.5g。
7、进一步的，所述步骤(1)的柠檬酸的质量为0.5～1g。
8、进一步的，所述步骤(1)的球磨时间为20～35min。
9、进一步的，所述步骤(1)的金属盐为硫酸铜、硝酸铜或醋酸铜中任意一种。
10、进一步的，所述步骤(2)的气体为氩气。
11、进一步的，所述步骤(2)的升温速度为4～6℃/min。
12、进一步的，所述步骤(2)的煅烧温度为300～700℃，保持时间为0.5～1.5h。
13、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术，
14、本专利技术采用球磨法煅烧制备的电催化材料，所涉及制备方法简单，重复性高，适用于大规模生产，可用于新能源及催化等领域，具有较高的实用性和经济性。
15、本专利技术与现有技术相比，其显著优点：构筑p掺杂的cu@c复合电催化剂相比其他同类型cu基电催化剂，能够精准调节催化界面处、催化活性位点周围关键中间体的覆盖度，具有更高的特定产物催化活性。其次本专利技术的球磨法制备的p掺杂的cu@c复合电催化剂产量高、重复性好、可控性强、绿色环保，有利于大规模生产。
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1.一种球磨煅烧法制备p掺杂的Cu@C复合电催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
2.根据权利要求1所述的一种球磨煅烧法制备p掺杂的Cu@C复合电催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的含有二价铜离子的金属盐质量为1～2g。
3.根据权利要求1所述的一种球磨煅烧法制备p掺杂的Cu@C复合电催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的磷酸二氢铵的质量为1～1.5g。
4.根据权利要求1所述的一种球磨煅烧法制备p掺杂的Cu@C复合电催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的柠檬酸的质量为0.5～1g。
5.根据权利要求1所述的一种球磨煅烧法制备p掺杂的Cu@C复合电催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的球磨时间为20～35min。
6.根据权利要求1所述的一种球磨煅烧法制备p掺杂的Cu@C复合电催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的金属盐为硫酸铜、硝酸铜或醋酸铜中任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种球磨煅烧法制备p掺杂的Cu@C复合电催化剂的制备方法，其特征在于，所述步
8.根据权利要求1所述的一种球磨煅烧法制备p掺杂的Cu@C复合电催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的升温速度为4～6℃/min。
9.根据权利要求1所述的一种球磨煅烧法制备p掺杂的Cu@C复合电催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的煅烧温度为300～700℃，保持时间为0.5～1.5h。
10.权利要求1～9中任意一项所述的制备方法制得的电催化剂在电催化CO2还原制CH4中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种球磨煅烧法制备p掺杂的cu@c复合电催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
2.根据权利要求1所述的一种球磨煅烧法制备p掺杂的cu@c复合电催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的含有二价铜离子的金属盐质量为1～2g。
3.根据权利要求1所述的一种球磨煅烧法制备p掺杂的cu@c复合电催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的磷酸二氢铵的质量为1～1.5g。
4.根据权利要求1所述的一种球磨煅烧法制备p掺杂的cu@c复合电催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的柠檬酸的质量为0.5～1g。
5.根据权利要求1所述的一种球磨煅烧法制备p掺杂的cu@c复合电催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的球磨时间为20～35min。
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【专利技术属性】
技术研发人员：佘小杰，王照龙，杨小凡，许晖，袁俊杰，沈文龙，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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