一种Si掺杂Cu基钙钛矿氧化物催化剂及其制备方法

本发明属于co2电催化，具体涉及一种si掺杂cu基钙钛矿氧化物催化剂及其制备方法。

背景技术：

1、co2电还原(co2rr)是一种绿色无污染的催化转化co2的技术。由于c2h4是重要的工业原料，因此，将co2催化转化为c2h4有较高的实际使用价值及经济价值。然而，目前常用的将co2电催化转化为c2h4的催化剂大多是cu基催化剂，但在反应过程中，晶体发生重构，导致其法拉第效率低、选择性差，限制了其大规模使用。设计制备一类高选择性、高法拉第效率的铜基催化剂意义重大。过渡金属价格低廉，是一类潜在的优异电催化剂。

2、但过渡金属对h*的吸附能力高，更容易发生析氢反应，降低了co2还原产物的选择性。对过渡金属进行表面改性可以改变对中间物种的吸附强度，从而提高其co2还原能力。si掺杂的cu基钙钛矿催化剂表现出较高的co2还原能力，对于c2h4的法拉第效率达到了51％左右。且钙钛矿催化剂在co2领域研究尚处于初期，同时没有文献研究报道通过si掺杂cu基钙钛矿比例来调控cu基催化剂co2还原能力的报道。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种si掺杂cu基钙钛矿氧化物催化剂及其制备方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种si掺杂cu基钙钛矿氧化物催化剂，所述催化剂的化学式为pr2cu0.97si0.03o4-δ(pcsi0。03)。

4、一种si掺杂cu基钙钛矿氧化物催化剂的制备方法，包括以下步骤：

5、将2mol的氧化镨、0.97mol氧化铜、0.03mol氧化硅研磨成粉末

6、再将上述粉末和锆珠、100ml异丙醇混合后研磨，得到前驱体并倒入容器内；

7、之后将前驱体中锆珠过滤后，进行烘干，得到干燥的粉末；

8、将干燥的粉末进行煅烧，得到pr2cu0.97si0.03o4-δ(pcsi0。03)。

9、进一步的，所述粉末、锆珠和异丙醇加入球磨机在500转速下高速研磨。

10、进一步的，将所述干燥的粉末在马弗炉中1000℃下煅烧。

11、一种si掺杂cu基钙钛矿氧化物催化剂在co2电催化上的应用。

12、本发明的有益效果：

13、1、使用si掺杂cu基钙钛矿催化剂利于形成si-o-cu键。

14、2、pr2cu0.97si0.03o4-δ(pcsi0。03)具有较好的热力学稳定性和二氧化碳吸附能力。

15、3、pr2cu0.97si0.03o4-δ(pcsi0。03)在co2电催化还原应用中对二氧化碳有非常好的电还原性能。

技术特征：

1.一种si掺杂cu基钙钛矿氧化物催化剂，其特征在于，所述催化剂的化学式为pr2cu0.97si0.03o4-δ(pcsi0。03)。

2.权利要求1所述的一种si掺杂cu基钙钛矿氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种si掺杂cu基钙钛矿氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，所述粉末、锆珠和异丙醇加入球磨机在500转速下高速研磨。

4.根据权利要求3所述的一种si掺杂cu基钙钛矿氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，将所述干燥的粉末在马弗炉中1000℃下煅烧。

5.权利要求1所述的一种si掺杂cu基钙钛矿氧化物催化剂在co2电催化上的应用。

技术总结
本发明公开一种Si掺杂Cu基钙钛矿氧化物催化剂及其制备方法，属于CO<subgt;2</subgt;电催化技术领域，包括以下步骤：将2mol的氧化镨、0.97mol氧化铜、0.03mol氧化硅研磨成粉末，再将上述粉末和锆珠、100ml异丙醇混合后研磨，得到前驱体并倒入容器内，之后将前驱体中锆珠过滤后，进行烘干，得到干燥的粉末，将干燥的粉末进行煅烧，得到Pr<subgt;2</subgt;Cu<subgt;0.97</subgt;Si<subgt;0.03</subgt;O<subgt;4‑δ</subgt;(PCSi<subgt;0。03</subgt;)。本发明使用Si掺杂Cu基钙钛矿催化剂利于形成Si‑O‑Cu键，同时Pr<subgt;2</subgt;Cu<subgt;0.97</subgt;Si<subgt;0.03</subgt;O<subgt;4‑δ</subgt;(PCSi<subgt;0。03</subgt;)具有较好的热力学稳定性和二氧化碳吸附能力，在CO<subgt;2</subgt;电催化还原应用中对二氧化碳有非常好的电还原性能。

技术研发人员：卜云飞,陈啸
受保护的技术使用者：南京信息工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13