【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纳米催化剂领域，尤其涉及一种铜银双金属催化剂、制备方法及其应用。
技术介绍
1、自21世纪以来，化石燃料的消耗不断增加，导致二氧化碳大量排放。过量的二氧化碳会阻碍反射的太阳能向外太空消散，从而引发气候变暖和一系列全球环境危害。将co2电化学转化为液体燃料和增值化学品，是缓解co2排放引起温室效应的有效途径。co2电还原的产物众多，主要包括一氧化碳(co)，甲酸(hcooh)，甲醇(ch3oh)，甲烷(ch4)，乙醇(c2h5oh)，乙烯(c2h4)等，其中具有高能量密度的多碳产物(c2h4，c2h5oh等)具有优异的经济和应用前景，但目前仍存在目标产物选择性低，催化剂稳定性差等难题。
2、由于铜表面对关键反应中间体co具有适当的吸附强度，被认为是电催化二氧化碳还原优异的金属催化剂。多碳产物的生成是基于催化剂表面高co浓度以及c-c偶联活性位点的联立，单纯的cu纳米颗粒催化剂表面较低的co浓度和缓慢的c-c偶联速率阻碍了多碳产物高的选择性。
技术实现思路
1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是现有的催化二氧化碳还原制备多碳产物的催化剂存在稳定性差、选择性低等问题。本专利技术提供了一种铜银双金属催化剂、制备方法及其应用，利用ag纳米颗粒提高催化剂表面co浓度，与ag相邻的cu2o活性位点加速了c-c偶联速率，实现co2转化串联反应过程，提高c2+产物的选择性。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种铜银双金属催化剂制备方法，
3、步骤1、将可溶性的铜盐溶于溶剂中，得到前驱体溶液a；
4、步骤2、前驱体溶液a中一边搅拌，一边滴入一定量的氢氧化钠溶液，得到溶液b；
5、步骤3、一定时间后，在搅拌状态下，向溶液b中加入一定量的抗坏血酸，迅速搅拌，得到混悬液c；
6、步骤4、在搅拌状态下，向混悬液c中加入一定量的可溶性银盐，搅拌一定时间后得到悬浊液d；
7、步骤5、收集悬浊液d中的反应固体，将上述反应固体进行洗涤、干燥，得到铜银双金属催化剂。
8、进一步地，可溶性的铜盐包括氯化铜、硫酸铜、硝酸铜和乙酰丙酮中的一种或多种，溶剂包括去离子水、乙醇和丙酮中的一种。
9、进一步地，氢氧化钠和铜的摩尔比为2:1～10:1。
10、进一步地，步骤3中加入的抗坏血酸与硫酸铜的摩尔比为5:1～1:1。
11、本专利技术的另一较佳实施例提供了一种铜银双金属催化剂，银与铜的摩尔比分别为1:50～1:5。
12、进一步地，为掺杂型双金属催化剂，银作为掺杂元素，即银掺杂的cu2o催化剂，其中，氧化亚铜的为立方体形貌，粒径约为40nm；银为粒径为10nm的颗粒。
13、本专利技术的另一较佳实施例提供了一种铜银双金属催化剂的应用，用于电催化二氧化碳还原制备，将co2转化为多碳产物具体包括在离子交换膜分隔为阴极槽和阳极槽的气体扩散流动电解池中，以银/氯化银电极为参比电极、泡沫镍为对电极、采用气体扩散电极为工作电极进行恒电流电催化二氧化碳制取多碳产物；采用蠕动泵循环输送阴极/阳极电解液；
14、其中，气体扩散电极负载铜银双金属催化剂，铜银双金属催化剂负载量为1～5mgcm-2。
15、进一步地，电解液为氢氧化钾koh，浓度为0.5～5mol/l，电解液流速为20～50ppm。
16、进一步地，进行电催化二氧化碳电解测试的电压范围为-0.7～-1.2v(vs.rhe)。
17、进一步地，二氧化碳气体的流速为15～30sccm。
18、技术效果
19、本专利技术提出的一种铜银双金属催化剂制备方法，利用湿化学合成法，创制了系列不同铜银摩尔比的双金属催化剂。以cu2o立方体为基底，银纳米颗粒为掺杂剂，银纳米颗粒与氧化亚铜界面紧密接触，形成了致密的co生成和c-c偶联催化位点。
20、本专利技术提出的一种铜银双金属催化剂制备方法制备的催化剂，银纳米颗粒的掺杂，提高了co在催化剂表面的覆盖度，同时调变cu2o电子结构，改变co2转化中间物种在催化剂表面的吸附强度。与ag相邻的cu2o活性位点促进c-c偶联，提高c2+的选择性。当铜银比为1：20时，在电压为-1.1v vs.rhe时，多碳产物的选择性高达81.6％，电流密度为482ma cm-2。
21、本专利技术的一种铜银双金属催化剂制备方法，合成方法简单安全，不涉及特殊气体以及高温锻造等复杂条件；无有害物质产生，重复性好，适合大规模量产；该方法可以精确调控催化剂纳米颗粒的尺寸以及电子结构，有利于创制致密的co生成和c-c偶联反应串联催化活性位点。
22、以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。
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1.一种铜银双金属催化剂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种铜银双金属催化剂制备方法，其特征在于，可溶性的铜盐包括氯化铜、硫酸铜、硝酸铜和乙酰丙酮中的一种或多种，溶剂包括去离子水、乙醇和丙酮中的一种。
3.如权利要求1所述的一种铜银双金属催化剂制备方法，其特征在于，氢氧化钠和铜的摩尔比为2:1～10:1。
4.如权利要求1所述的一种铜银双金属催化剂制备方法，其特征在于，步骤3中加入的抗坏血酸与硫酸铜的摩尔比为5:1～1:1。
5.如权利要求1-4任一所述的一种铜银双金属催化剂制备方法制备得到的催化剂，其特征在于，银与铜的摩尔比分别为1:50～1:5。
6.如权利要求5所述的一种铜银双金属催化剂，其特征在于，为掺杂型双金属催化剂，银作为掺杂元素，即银掺杂的Cu2O催化剂，其中，氧化亚铜的为立方体形貌，粒径约为40nm；银为粒径为10nm的颗粒。
7.一种铜银双金属催化剂的应用，其特征在于，用于电催化二氧化碳还原制备，将CO2转化为多碳产物具体包括在离子交换膜分隔为阴极槽和阳极槽的气体
8.如权利要求7所述的一种铜银双金属催化剂的应用，其特征在于，所述电解液为氢氧化钾KOH，浓度为0.5～5mol/L，电解液流速为20～50ppm。
9.如权利要求7所述的一种铜银双金属催化剂的应用，其特征在于，进行电催化二氧化碳电解测试的电压范围为-0.7～-1.2V(vs.RHE)。
10.如权利要求7所述的一种铜银双金属催化剂的应用，其特征在于，二氧化碳气体的流速为15～30sccm。
...【技术特征摘要】
1.一种铜银双金属催化剂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种铜银双金属催化剂制备方法，其特征在于，可溶性的铜盐包括氯化铜、硫酸铜、硝酸铜和乙酰丙酮中的一种或多种，溶剂包括去离子水、乙醇和丙酮中的一种。
3.如权利要求1所述的一种铜银双金属催化剂制备方法，其特征在于，氢氧化钠和铜的摩尔比为2:1～10:1。
4.如权利要求1所述的一种铜银双金属催化剂制备方法，其特征在于，步骤3中加入的抗坏血酸与硫酸铜的摩尔比为5:1～1:1。
5.如权利要求1-4任一所述的一种铜银双金属催化剂制备方法制备得到的催化剂，其特征在于，银与铜的摩尔比分别为1:50～1:5。
6.如权利要求5所述的一种铜银双金属催化剂，其特征在于，为掺杂型双金属催化剂，银作为掺杂元素，即银掺杂的cu2o催化剂，其中，氧化亚铜的为立方体形貌...
【专利技术属性】
技术研发人员：万颖，赵紫光，孙雅飞，王梦哲，邵选，左佳慧，
申请(专利权)人：上海师范大学，
类型：发明
国别省市：
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