一种氧化铜/氧化铟纳米颗粒电催化材料及其制备方法和应用

本发明涉及电催化，尤其涉及一种氧化铜/氧化铟纳米颗粒电催化材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、二氧化碳排放因化石燃料的消耗而增加，因此中和和利用二氧化碳成为了一个紧迫的问题。作为一种清洁高效的能源转化过程，电催化还原能将二氧化碳转化为一系列酒精和有机酸分子，有效实现二氧化碳的利用和转化。在电催化二氧化碳还原的不同产物中，二氧化碳转化为一氧化碳因其技术和经济上的可行性被认为是化学工业中最有前途的反应之一。还原产物一氧化碳是合成气和各种气体以及燃料的主要成分。电催化二氧化碳还原产物的选择性的调节至关重要，二氧化碳还原的性能主要依赖于催化材料。然而，电催化二氧化碳还原不同产物的热力学氧化还原势接近，导致了其对特定产物的选择性较差，主要是由于竞争的氢气析出反应(her)，所以，在电化学二氧化碳还原中，调节电催化剂选择性以获得所需产物至关重要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种氧化铜/氧化铟纳米颗粒电催化材料及其制备方法和应用，所合成的电催化材料具有较好的疏水性，通过氧化铜与氧化铟的复合，氧化铟与氧化铜之间的协同作用抑制了碳碳偶联的过程，极大的促进了对二氧化碳中间体的脱附，极大地提高了氧化铜/氧化铟纳米颗粒电催化材料的二氧化碳还原为一氧化碳的选择性。

2、本发明的一种氧化铜/氧化铟纳米颗粒电催化材料的制备方法，将氢氧化钠溶液滴入具有铟离子和铜离子的铟铜金属前驱体溶液中，并将所得溶液充分搅拌，然后置于水浴中充分搅拌，离心洗涤、真空干燥后高温煅烧后得到氧化铟/氧化铜纳米颗粒电催化材料。

3、进一步的，铜离子和铟离子的物质的量比为100:1-10。

4、进一步的，氢氧化钠的加入量使得铟离子和铜离子完全生成氢氧化物。

5、进一步的，高温煅烧的温度为550-850℃，煅烧时间为3-5h。

6、进一步的，水浴温度为55-70℃，水浴搅拌时间为2-4h。

7、进一步的，所得溶液充分搅拌时间为5-10min。

8、进一步的，具有铟离子和铜离子的前驱体溶液的配置方法为：将一定量一水乙酸铜、去离子水搅拌混合，将一定量四水氯化铟、去离子水搅拌混合，搅拌后将四水氯化铟溶液滴入一水乙酸铜溶液中得到复合溶液，将上述复合溶液充分搅拌，以形成铟铜金属前驱体溶液。

9、进一步的，具有铟离子和铜离子的前驱体溶液的配置方法为：一水乙酸铜、去离子水搅拌时间为5-10min，四水氯化铟、去离子水搅拌时间为5-10min，复合溶液的搅拌时间为10-20min。

10、一种采用上述的制备方法制备的氧化铜/氧化铟纳米颗粒电催化材料。

11、一种如上述的氧化铜/氧化铟纳米颗粒电催化材料在电催化二氧化碳产一氧化碳方面的应用。

12、氧化铜作为一种具有优异性能的二氧化碳还原催化剂，在氧化铜表面吸附并活化的中间体往往趋向于发生碳碳偶联反应，从而生成多碳产物如(乙烯、乙醇、乙烷等)。氧化铟是一种新的n型透明半导体功能材料，具有较宽的禁带宽度、较小的电阻率和较高的催化活性，本发明通过湿化学法合成了铟掺杂的氧化铜纳米颗粒，并在空气氛围下进一步的煅烧合成具有较好疏水性的氧化铜/氧化铟纳米颗粒电催化材料。疏水性能够增加催化剂固、液界面处的二氧化碳浓度，从而提高二氧化碳还原的选择性，氧化铟与氧化铜之间的协同作用能够抑制氧化铜催化剂上发生碳碳偶联反应，极大的促进了对二氧化碳中间体的脱附，而氧化铜的存在又提高了的一氧化碳的产量，极大地提高了氧化铜/氧化铟纳米颗粒电催化材料的二氧化碳还原为一氧化碳的选择性。

13、此外，氧化铜/氧化铟纳米颗粒电催化材料合成过程工序简单、操作方便，无需昂贵的高精密设备，重复性可靠，生产成本低，非常适合于规模化工业生产。

1.一种氧化铜/氧化铟纳米颗粒电催化材料的制备方法，其特征在于：

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：铜离子和铟离子的物质的量比为100:1-10。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：氢氧化钠的加入量使得铟离子和铜离子完全生成氢氧化物。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：高温煅烧的温度为550-850℃，煅烧时间为3-5h。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：水浴温度为55-70℃，水浴搅拌时间为2-4h。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所得溶液充分搅拌时间为5-10min。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：具有铟离子和铜离子的前驱体溶液的配置方法为：将一定量一水乙酸铜、去离子水搅拌混合，将一定量四水氯化铟、去离子水搅拌混合，搅拌后将四水氯化铟溶液滴入一水乙酸铜溶液中得到复合溶液，将上述复合溶液充分搅拌，以形成铟铜金属前驱体溶液。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：具有铟离子和铜离子的前驱体溶液的配置方法为：一水乙酸铜、去离子水搅拌时间为5-10min，四水氯化铟、去离子水搅拌时间为5-10min，复合溶液的搅拌时间为10-20min。

9.一种采用权利要求1-8任一项所述的制备方法制备的氧化铜/氧化铟纳米颗粒电催化材料。

10.一种如权利要求9所述的氧化铜/氧化铟纳米颗粒电催化材料在电催化二氧化碳产一氧化碳方面的应用。