【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钯纳米催化剂制备，具体涉及一种配合物衍生的cnt-pd纳米催化剂的制备方法及其在电催化还原co2制co中的应用。
技术介绍
1、随着科学技术的迅猛发展，人类活动依赖更多自然资源的开采和利用，煤、石油和天然气等无法再生的化石能源是目前驱动社会高速发展的基础。化石能源的快速消耗不但会引发世界范围的能源危机，过量排放的co2也严重威胁人类的可持续发展。我国是世界人口最大的国家，也是碳排放大国，在温室气体减排和co2资源化转化等方面面临着诸多挑战。在发展co2转化新技术并实现人工碳循环的技术背景下，以电催化手段还原co2为能源类化学品，对于缓解能源危机、减少大气co2浓度及实现人工碳循环具有广阔的前景。
2、co2电化学还原主要包括co2活化和加氢过程，是涉及到得失电子和吸附解吸等进程的多步反应。电化学还原co2可发生2电子、4电子、6电子和8电子等多电子转移过程，产物并不唯一，较为常见的产物为hcooh、co、ch3oh、ch4等。如何提高co2还原为某一特定产物的选择性，减少副反应的发生，提高电能利用率是新型电催化材料的开发需考虑的首要问题。考虑到市场的电力价格和技术经济水平等因素，co被认为是最具性价比的产物，co既可作为燃料，也可作为费托反应的原料气。在已报道的催化材料中，贵金属ag和au因在co2转化为co中具有较高的法拉第效率和选择性，成为研究的热点。当前的贵金属催化剂制备手段主要集中于调控贵金属的形貌、尺寸、缺陷位点和合金组分等，贵金属催化材料活性差的瓶颈问题依然存在。并且贵金属基催化剂的制备步骤
3、pd元素相比于其他元素对co2还原制co具有更高的选择性，但pd储量稀少，属于贵金属元素，具有较高市场价格。在提高原子利用率、降低成本的同时提升co2还原性能是pd基催化剂研究的关键。因此，亟待提高pd基催化剂的催化活性，实现高效电催化还原co2制co，推动pd基催化剂的工业应用进程。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决传统的贵金属pd基催化剂电催化还原co2为co的催化性能差且原子利用率不高，以及制备工艺复杂和生产成本高的问题，而提供一种配合物衍生的cnt-pd纳米催化剂的制备方法及其在电催化还原co2制co中的应用。
2、一种配合物衍生的cnt-pd纳米催化剂的制备方法，按以下步骤进行：
3、步骤s1：碳纳米管活化；
4、将碳纳米管加入到硝酸溶液中，混合搅拌均匀后，将混合液离心；然后将离心后的碳纳米管用超纯水洗涤再离心分离，直至离心后的上清液ph为6～7，得到洗涤后的碳纳米管；将洗涤后的碳纳米管充分干燥，再进行退火处理，得到活化后的碳纳米管；
5、步骤s2：制备前驱体电极；
6、将步骤s1中得到的活化后的碳纳米管、pd基配合物、nafion溶液和溶剂混合后超声，得到均一混合液；将均一混合液喷涂于碳纸上，然后烘干，得到前驱体工作电极；所述的活化后的碳纳米管与pd基配合物的质量比为(0.1～40)：(0.1～40)；
7、步骤s3：制备配合物衍生的cnt-pd纳米催化剂；
8、将步骤s2中得到的前驱体工作电极放置在“h”型电解池的阴极区内作为阴极，“h”型电解池的阴极区与阳极区之间使用nafion质子交换膜隔断，阴极区在惰性气体保护下通电进行反应，得到配合物衍生的cnt-pd纳米催化剂。
9、如上述方法制备的一种配合物衍生的cnt-pd纳米催化剂在电催化还原co2制co中的应用，所述的配合物衍生的cnt-pd纳米催化剂作为工作电极，用于电催化还原co2制co，具体应用步骤如下：
10、步骤一、组装：
11、采用三电极体系的“h”型电解池，将碳棒放置在阳极室内作为对电极，将饱和甘汞电极放置在阴极室内作为参比电极，并将阴极室与阳极室之间使用nafion质子交换膜隔断；将阴极室的气体区和液体区利用气体扩散电极隔开，然后将浓度为0.1～5mol/l的碳酸氢钾作为电解液加入到阴极区内，再采用密封件将阴极区密封，得到电催化还原co2制co的装置；
12、步骤二、电催化还原：
13、将co2气体通入到阴极区内的电解液中，并控制co2气体的通入流量为10～30ml/min；在-1.1v～-2.1v的电压下，完成电催化还原co2制co。
14、本专利技术的有益效果：
15、(1)本专利技术配合物衍生的cnt-pd纳米催化剂的制备方法，通过活化步骤在碳纳米管表面构筑丰富的缺陷位，作为pd纳米粒子的附着点，增加了pd纳米粒子的结构稳定性，使得小尺寸贵金属pd纳米粒子均匀分散，有效增加贵金属元素的原子利用率；碳纳米管中的c元素具有较高的电负性，与pd纳米粒子复合后可有效改变pd纳米粒子的电子结构，可有效增强催化剂还原co2制co的催化性能。
16、(2)本专利技术采用简便的电化学合成法，制备出配合物衍生的cnt-pd纳米催化剂，其具有均一的pd纳米粒子粒径，较高的催化活性与催化稳定性；该方法的催化剂制备成本低，贵金属原子利用率高，可用于高效还原co2制备经济效益较高的co，具有广阔的应用前景。
17、本专利技术可获得一种配合物衍生的cnt-pd纳米催化剂的制备方法及其在电催化还原co2制co中的应用。
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1.一种配合物衍生的CNT-Pd纳米催化剂的制备方法，其特征在于该制备方法按以下步骤进行：
2.根据权利要求1所述的一种配合物衍生的CNT-Pd纳米催化剂的制备方法，其特征在于步骤S1中将碳纳米管加入到硝酸溶液中，置于水浴锅中混合搅拌，水浴温度为50～100℃，水浴时间为6～24h。
3.根据权利要求1或2所述的一种配合物衍生的CNT-Pd纳米催化剂的制备方法，其特征在于步骤S1中所述的碳纳米管的质量与硝酸溶液的体积的比为(0.1～10)g：(5～500)mL，所述的硝酸溶液的浓度为8～15mol/L。
4.根据权利要求1所述的一种配合物衍生的CNT-Pd纳米催化剂的制备方法，其特征在于步骤S1中将干燥后的碳纳米管置于管式炉中进行退火，退火温度为200～400℃，退火时间为6～24h。
5.根据权利要求1所述的一种配合物衍生的CNT-Pd纳米催化剂的制备方法，其特征在于步骤S2中所述的活化后的碳纳米管的质量、Nafion溶液的体积与溶剂的体积的比为(0.1～40)mg：(0.4～160)μL：(0.025～10)mL。
7.根据权利要求1所述的一种配合物衍生的CNT-Pd纳米催化剂的制备方法，其特征在于步骤S2中超声的时间为10～180min。
8.根据权利要求1所述的一种配合物衍生的CNT-Pd纳米催化剂的制备方法，其特征在于步骤S2中均一混合液与碳纸的面积比为(0.01～1)mL：1cm2；步骤S2中烘干温度为20～80℃，烘干时间为5～300min。
9.根据权利要求1所述的一种配合物衍生的CNT-Pd纳米催化剂的制备方法，其特征在于步骤S3中“H”型电解池的阳极区内用石墨或铂电极作为阳极，阴极区内放置饱和甘汞电极作为参比电极，将阴极区和阳极区内均加入碳酸盐类电解液；所述的碳酸盐类电解液为碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钾或碳酸氢钠，浓度为0.1～5mol/L；通电反应的时间为1～180min，通电电压为-1V～-2V；所述的惰性气体为氮气或氩气。
10.如权利要求1-9任意一项所述的方法制备的一种配合物衍生的CNT-Pd纳米催化剂在电催化还原CO2制CO中的应用，其特征在于所述的配合物衍生的CNT-Pd纳米催化剂作为工作电极，用于电催化还原CO2制CO，具体应用步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种配合物衍生的cnt-pd纳米催化剂的制备方法，其特征在于该制备方法按以下步骤进行：
2.根据权利要求1所述的一种配合物衍生的cnt-pd纳米催化剂的制备方法，其特征在于步骤s1中将碳纳米管加入到硝酸溶液中，置于水浴锅中混合搅拌，水浴温度为50～100℃，水浴时间为6～24h。
3.根据权利要求1或2所述的一种配合物衍生的cnt-pd纳米催化剂的制备方法，其特征在于步骤s1中所述的碳纳米管的质量与硝酸溶液的体积的比为(0.1～10)g：(5～500)ml，所述的硝酸溶液的浓度为8～15mol/l。
4.根据权利要求1所述的一种配合物衍生的cnt-pd纳米催化剂的制备方法，其特征在于步骤s1中将干燥后的碳纳米管置于管式炉中进行退火，退火温度为200～400℃，退火时间为6～24h。
5.根据权利要求1所述的一种配合物衍生的cnt-pd纳米催化剂的制备方法，其特征在于步骤s2中所述的活化后的碳纳米管的质量、nafion溶液的体积与溶剂的体积的比为(0.1～40)mg：(0.4～160)μl：(0.025～10)ml。
6.根据权利要求1所述的一种配合物衍生的cnt-pd纳米催化剂的制备方法，其特征在于步骤s2中所述的pd基配合物为双(乙腈)二氯化钯...
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