【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电化学还原二氧化碳，具体涉及一种多孔氧化铜催化剂及其应用。
技术介绍
1、随着社会技术的不断发展，空气污染已经成为影响人们生活的一个关键问题。大气中的二氧化碳是造成温室效应的罪魁祸首。将影响环境的温室气体(如二氧化碳)高效、高选择性地转化为可用的化学品是当前二氧化碳转化研究面临的最关键问题之一。电化学二氧化碳还原反应(eco2rr)作为一种新兴技术，因其操作条件温和、产物可调、易与可再生能源耦合等优点而受到广泛关注。随着光伏和风力发电的发展，更为低廉的电价使得电化学驱动的催化反应在经济上成为可能。
2、在评价催化剂eco2rr性能的时候，电解槽的影响也是巨大的。现目前，在eco2rr上实验室常用h型电解槽和流动电解槽进行性能的评估，流动池和h型池之间最显著的区别是gdl结构，在流动池中，它的一侧暴露在co2中，另一侧暴露在电解液中，从而允许气相、液态和固相三相界面共存，大大提高了传质。流动电解池的电流密度也显著提高达到了安培级别。
3、在流动电解槽中，电解液的选择也是非常关键的一环。在酸性电解质中进行eco2rr拥有高碳效率和能源效率等诸多优点。但是在酸性条件下，动力学上有利的析氢反应(her)优于eco2rr。使用碱性溶液就可以大大限制her反应，进一步提高反应效率，co2传质的提升显著加快了eco2rr的反应动力学，优化产物选择性。
4、用铜基电催化剂能产生具有高能量密度和广泛适用性的多碳产品。有四种方法来调节铜基催化剂的选择性和效率，包括设计串联催化剂、调整催化剂的电子结构
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种多孔氧化铜催化剂及其应用。
2、本专利技术所采取的技术方案如下：
3、本专利技术的第一个方面提供了一种多孔氧化铜催化剂，其特征在于，其为硝酸铜、甘氨酸、乙二醇和水混合后在200-800℃下加热得到的具有多孔结构的氧化铜催化剂。
4、优选的，其为硝酸铜、甘氨酸、乙二醇和水混合后在300-500℃下加热得到的具有多孔结构的氧化铜催化剂。
5、优选的，所述硝酸铜与甘氨酸的摩尔比为2-12:1。
6、优选的，所述硝酸铜与甘氨酸的摩尔比为6-8:1。
7、优选的，所述乙二醇和水的体积比为1:0.5-150。
8、优选的，所述乙二醇和水的体积比为1:0.5-1。
9、本专利技术的第二个方面提供了如上所述的一种多孔氧化铜催化剂应用于电催化反应。
10、本专利技术的第三个方面提供了如上所述的一种多孔氧化铜催化剂应用于电化学还原二氧化碳反应。
11、优选的，其以气体扩散电极作为流动电解池的阴极，
12、所述气体扩散电极的制备方法包括如下步骤：
13、(1)将多孔氧化铜催化剂分散到含有n-proh、nafion、thf和cnts的混合液中，制得催化剂浆液；
14、(2)将催化剂浆液涂覆在气体扩散层上。
15、本专利技术的有益效果如下：
16、本专利技术将硝酸铜、甘氨酸和乙二醇加入去离子水中，充分混合均匀，然后放入瓷舟在马弗炉中高温加热，成功制备多孔cuo。将该催化剂负载在基底气体扩散层(gdl)上，可用于电催化还原二氧化碳(eco2rr)。在碱性流动电解池中，该催化剂表现出优异的电催化活性和良好的催化稳定性。当电流密度在200ma cm-2时，该催化剂对c2h4的法拉第效率达到50.5％，同时c2+产物的法拉第效率也超过60％。独特的多孔结构更有利于流动电解池中的气泡管理，稳定固-液-气三相界面，有更优异的催化性能。
17、由于气多孔结构能够进行有效的水管理，提高固-液-气三相界面的稳定性。其次，由于催化剂有更大的表面积，使得活性位点的增多，提高了cu基催化剂对乙烯的选择性。这项工作为高效转化co2提供了一条强有力的途径。
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1.一种多孔氧化铜催化剂，其特征在于，其为硝酸铜、甘氨酸、乙二醇和水混合后在200-800℃下加热得到的具有多孔结构的氧化铜催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种多孔氧化铜催化剂，其特征在于：其为硝酸铜、甘氨酸、乙二醇和水混合后在300-500℃下加热得到的具有多孔结构的氧化铜催化剂。
3.根据权利要求1所述的一种多孔氧化铜催化剂，其特征在于：所述硝酸铜与甘氨酸的摩尔比为2-12:1。
4.根据权利要求1所述的一种多孔氧化铜催化剂，其特征在于：所述硝酸铜与甘氨酸的摩尔比为6-8:1。
5.根据权利要求1所述的一种多孔氧化铜催化剂，其特征在于：所述乙二醇和水的体积比为1:0.5-150。
6.根据权利要求1所述的一种多孔氧化铜催化剂，其特征在于：所述乙二醇和水的体积比为1:0.5-1。
7.如权利要求1-6任一项所述的一种多孔氧化铜催化剂应用于电催化反应。
8.如权利要求1-6任一项所述的一种多孔氧化铜催化剂应用于电化学还原二氧化碳反应。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，其以气
...【技术特征摘要】
1.一种多孔氧化铜催化剂，其特征在于，其为硝酸铜、甘氨酸、乙二醇和水混合后在200-800℃下加热得到的具有多孔结构的氧化铜催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种多孔氧化铜催化剂，其特征在于：其为硝酸铜、甘氨酸、乙二醇和水混合后在300-500℃下加热得到的具有多孔结构的氧化铜催化剂。
3.根据权利要求1所述的一种多孔氧化铜催化剂，其特征在于：所述硝酸铜与甘氨酸的摩尔比为2-12:1。
4.根据权利要求1所述的一种多孔氧化铜催化剂，其特征在于：所述硝酸铜与甘氨酸的摩尔比为6...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕晶晶，王正军，金辉乐，王舜，王昕，李俊，林肖睿卓，
申请(专利权)人：温州大学新材料与产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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