【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及硫修饰电极，具体涉及一种二氧化碳电化学还原用硫改性的修饰电极及制备方法。
技术介绍
1、在全球气候变化日益严峻的背景下，二氧化碳(co2)作为主要的温室气体，其减排和转化成为科学研究的重要课题。为了应对这一挑战，研究人员不断探索创新方法，以实现co2的高效转化与利用。其中，二氧化碳电化学还原(ecr-co2)技术作为一种有前途的解决方案，受到了广泛关注。ecr-co2技术利用电能将co2转化为有价值的化学品，如甲醇、乙醇、一氧化碳等，这一过程既减少了co2排放，又产生了可再生燃料和原料。这种技术为应对气候变化、能源安全和可持续化学领域提供了潜在的广泛应用。
2、铜基材料在电化学ecr-co2转化过程中展现出独特优势，特别是它们对关键反应中间体(如*cooh、*co、*cho及*coh)的结合能力。本专利技术所形成的核壳结构不仅能有效促进*cooh中间体的吸附，与cu催化剂相比，cuxs催化剂由于带负电荷的s原子的稳定作用而与*ocho具有更高的结合能。cuxs促进h2o解离成吸附h，二者协同降低甲酸的形成能垒，从而推动了co2向hcooh的高效转化，并且可以显著抑制h2和co途径。然而，一个关键挑战在于催化剂的稳定性和选择性问题：在阴极的条件下，硫易于溶解于电解质中，这一性质直接影响了催化剂的组成稳定性与结构完整性，且铜基材料的产物的选择性不稳定，进而成为其在实际应用及商业化道路上的一大障碍。因此，探索提升硫稳定性的方法或开发替代性的催化剂设计策略，对于推动电化学ecr-co2技术的实用化进程具有重要意
3、为此我们提供一种二氧化碳电化学还原用硫改性的修饰电极及制备方法解决上述问题。
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种二氧化碳电化学还原用硫改性的修饰电极及制备方法，解决现有技术中对于提升硫稳定性的方法或开发替代性的催化剂设计策略依旧有所不足的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的一种二氧化碳电化学还原用硫修饰的电极，在铜基底的基底层表面通过电化学沉积、电化学还原技术沉积、重构生长cu2o-cu2s-cu(v)/cuxo-cuxs/cm催化剂；
3、一种二氧化碳电化学还原用硫修饰的电极，其特征在于，
4、在铜基底的基底层表面通过电化学脉冲沉积、电化学恒电位沉积重构技术，在铜基底上原位沉积生长核壳结构cu2o-cu2s-cu(v)/cuxo-cuxs/cm催化剂；
5、在生长过程中，基底表面先沉积得到cuxo-cuxs；
6、然后，利用电化学恒电位沉积重构技术对所研制的催化剂进行沉积、重构，表面层的cuxo和cuxs被还原且重构，表面生长cu2o-cu2s，形成硫修饰电极。
7、一种二氧化碳电化学还原用硫修饰的电极的制备方法，其特征在于：用于制备所述的二氧化碳电化学还原用硫修饰电极，包括以下步骤：
8、s1：将铜网、泡沫铜、铜板基底，依次用水、质量浓度为25％的盐酸、乙醇或丙酮浸泡，在超声波清洗机中超声干净，然后清洗、干燥备用；
9、s2：配置碳酸氢盐、碳酸盐和硫化钠混合溶液作为电解液，在磁力搅拌器下搅拌20min充分混合，碳酸氢钠盐、碳酸盐浓度为0.1m～1m，优选浓度为0.1m～0.5m；所述硫的浓度为0.3mm～2.0mm，优选浓度为0.5mm～1mm；
10、s3：在惰性气体的保护下，采用循环电压脉冲的氧化电位ea为-0.2v～-0.6v；还原电位ec为-1.2v～-0.6v；
11、氧化电位的绝对值设定始终小于还原电位的绝对值；
12、氧化时间δta为1～5秒，优选时间为2～4秒；
13、还原时间δtc为2～8秒，优选时间为4～8秒；
14、循环次数50～400次，优选次数为100～200次；
15、s4：将步骤s3制备得到的电极在惰性气体的保护下，采用电化学恒电位重构在相同的电解质下，对基底层表面电沉积催化剂进行表面重构；
16、s5：将s4所制备的电极在冲洗干净，并在真空干燥箱中在40～60℃干燥，制备得到硫修饰电极。
17、所述的一种二氧化碳电化学还原用硫改性的修饰电极的制备方法，其特征在于：所述碳酸氢钠盐、碳酸盐浓度为0.1m～1m，优选浓度为0.1m～0.5m；所述硫的浓度为0.3mm～2mm,优选浓度为0.5mm～1mm；。
18、所述的一种二氧化碳电化学还原用硫改性的修饰电极的制备方法，其特征在于：所述s3中氧化时间δta为1～10秒，优选时间为2～4秒；
19、所述还原时间δtc为2～8秒，优选时间为4～8秒；所述循环次数50～400次，优选次数为100～200次。
20、所述的一种二氧化碳电化学还原用硫修饰的电极的制备方法，其特征在于：所述碳酸氢钠盐或碳酸盐和硫化钠的摩尔比为117：1～200：1，优选摩尔比为150：1～180：1。
21、所述的一种二氧化碳电化学还原用硫修饰的电极的制备方法，其特征在于：所述循环电压脉冲的电解质溶液的碳酸氢钠盐、碳酸盐为的khco3、nahco3、na2co3、k2co3中的一种或者两种以上。
22、所述的一种二氧化碳电化学还原用硫修饰的电极的制备方法，其特征在于：所述电解液的浓度为0.1m～1m，优选浓度为0.1m～0.5m。
23、所述的一种二氧化碳电化学还原用硫修饰的电极的制备方法，其特征在于：所述恒电位法使用的是恒电压法。
24、所述的一种二氧化碳电化学还原用硫改性的修饰电极及制备方法，其特征在于：所述恒压法中使用的电压设置为-2.0v～-1.0v，沉积时间为800～2000秒。
25、作为上述方案的进一步优化，所述碳酸氢钠盐、碳酸盐浓度为0.1m～0.5m；
26、所述硫化物的浓度为0.5mm～1.0mm。
27、作为上述方案的进一步优化，所述s3中氧化时间δta为2～4秒；
28、还原时间δtc为4～8秒；
29、循环次数100～200次。
30、作为上述方案的进一步优化，所述碳酸氢钠盐或碳酸盐和硫化钠的摩尔比为150：1～180：1。
31、作为上述方案的进一步优化，所述循环电压脉冲的电解质溶液的碳酸氢钠盐、碳酸盐为的khco3、nahco3、na2co3、k2co3中的一种或者两种以上；
32、作为上述方案的进一步优化，所述电解液的浓度为0.1m～0.5m。
33、作为上述方案的进一步优化，所述恒压法中使用的电压设置为-2.0v～-0.5v，沉积时间为800～2000秒。
34、本专利技术的一种二氧化碳电化学还原用硫改性的修饰电极及制备方法，具备如下有益效果：
35、本专利技术聚焦于铜基金属催化剂的性能优化策略，深入研究了通过调控其晶面特性与晶界结构来增强催化性能的途径。使用循本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二氧化碳电化学还原用硫修饰的电极，其特征在于，
2.一种二氧化碳电化学还原用硫修饰的电极的制备方法，其特征在于：用于制备权利要求1所述的二氧化碳电化学还原用硫修饰电极，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳电化学还原用硫改性的修饰电极的制备方法，其特征在于：所述碳酸氢钠盐、碳酸盐浓度为0.1M～1M，优选浓度为0.1M～0.5M；所述硫的浓度为0.3mM～2mM,优选浓度为0.5mM～1mM；。
4.根据权利要求1所述的一种二氧化碳电化学还原用硫改性的修饰电极的制备方法，其特征在于：所述S3中氧化时间Δta为1～10秒，优选时间为2～4秒；
5.根据权利要求1所述的一种二氧化碳电化学还原用硫修饰的电极的制备方法，其特征在于：所述碳酸氢钠盐或碳酸盐和硫化钠的摩尔比为117：1～200：1，优选摩尔比为150：1～180：1。
6.根据权利要求1所述的一种二氧化碳电化学还原用硫修饰的电极的制备方法，其特征在于：所述循环电压脉冲的电解质溶液的碳酸氢钠盐、碳酸盐为的KHCO3、NaHCO3、Na2CO3、K
7.根据权利要求6所述的一种二氧化碳电化学还原用硫修饰的电极的制备方法，其特征在于：所述电解液的浓度为0.1M～1M，优选浓度为0.1M～0.5M。
8.根据权利要求1所述的一种二氧化碳电化学还原用硫修饰的电极的制备方法，其特征在于：所述恒电位法使用的是恒电压法。
9.根据权利要求8所述的一种二氧化碳电化学还原用硫改性的修饰电极及制备方法，其特征在于：所述恒压法中使用的电压设置为-2.0V～-1.0V，沉积时间为800～2000秒。
...【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳电化学还原用硫修饰的电极，其特征在于，
2.一种二氧化碳电化学还原用硫修饰的电极的制备方法，其特征在于：用于制备权利要求1所述的二氧化碳电化学还原用硫修饰电极，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳电化学还原用硫改性的修饰电极的制备方法，其特征在于：所述碳酸氢钠盐、碳酸盐浓度为0.1m～1m，优选浓度为0.1m～0.5m；所述硫的浓度为0.3mm～2mm,优选浓度为0.5mm～1mm；。
4.根据权利要求1所述的一种二氧化碳电化学还原用硫改性的修饰电极的制备方法，其特征在于：所述s3中氧化时间δta为1～10秒，优选时间为2～4秒；
5.根据权利要求1所述的一种二氧化碳电化学还原用硫修饰的电极的制备方法，其特征在于：所述碳酸氢钠盐或碳酸盐和硫化钠的摩尔比为117：...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟和香，胡凯，王琮雅，潘立卫，张晶，宋仁升，
申请(专利权)人：大连大学，
类型：发明
国别省市：
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