一种基于ZIF-8的Cu基串联电催化剂的制备方法

本发明涉及一种基于zif-8的催化剂的制备方法。

背景技术：

1、随着科技的进步，能源的大量使用，各种环境问题频频出现，大气中高浓度的二氧化碳便是最为棘手的问题。二氧化碳的过度排放导致温室效应等一系列的环境问题，因此降低大气中二氧化碳的浓度至安全指标是非常重要的。通过电化学催化还原二氧化碳为高附加值的化学品，既可以降低二氧化碳的浓度，也可以满足我们对化学品的需求，可谓是一箭双雕。但是，传统电还原催化剂存在着活性位点单一、还原产物多为低附加值的c1化合物等问题，因此有必要开发出多活性位点的串联催化剂，进而提高多碳产物的选择性。

技术实现思路

1、本发明是要解决目前电还原二氧化碳用的催化剂存在着活性位点单一、还原产物多为低附加值的c1化合物的技术问题，而提供一种基于zif-8的cu基串联电催化剂的制备方法。

2、本发明的基于zif-8的cu基串联电催化剂的制备方法是按以下步骤进行的：

3、将zif-8和cu(no3)2混合溶解于无水乙醇中，搅拌10min～15min，然后将温度升至90℃～95℃并保温搅拌1h～1.5h，溶液颜色由薄荷绿变为青绿色，然后离心并收集固体部分，用无水乙醇进行3次～4次的离心清洗固体部分，得到湿润的浅绿色粉末固体，最后真空干燥10h～12h，得到催化剂cu-zif-8；

4、所述的zif-8和cu(no3)2的质量比为1:(2～2.5)；

5、所述的zif-8的质量与无水乙醇的体积比为1g:(1l～1.5l)。

6、本发明的优点在于：

7、本发明在金属有机框架zif-8中掺入cu后，晶体具有钠盐(sod)结构，其具有合适的孔隙率和优异的吸附性能，可调节结构，能有效地电催化还原二氧化碳；cu-zif-8催化剂中cu和zn形成串联电催化，该催化剂将二氧化碳还原为高浓度的中间体co，cu将其转化为乙烯，在-1.2vvs.rhe的c2h4的法拉第效率为25％；同时在经过4.5h的电解后，该样品仍然保持良好的稳定性，这为串联电催化二氧化碳提供一个新的思路。

技术特征：

1.一种基于zif-8的cu基串联电催化剂的制备方法，其特征在于基于zif-8的cu基串联电催化剂的制备方法是按以下步骤进行的：

2.根据权利要求1所述的一种基于zif-8的cu基串联电催化剂的制备方法，其特征在于所述的zif-8的制备方法为：取1.23g的2-甲基咪唑溶于30ml的甲醇溶液中，溶液显白色，记为溶液c；随后取1.0784g硫酸锌溶于30ml的甲醇溶液中，溶液显白色，记为溶液d；然后将溶液c和溶液d分别匀速搅拌30min，随后将溶液c迅速转移到溶液d中，混合溶液显白色浑浊，持续搅拌12h后，显乳白色浑浊，离心，离心转速为1000r/min，时间为5min，收集固体部分，收集过程中用甲醇溶液清洗固体部分3次，最后在60℃下干燥12h，得到白色粉末状固体，即为zif-8。

3.根据权利要求1所述的一种基于zif-8的cu基串联电催化剂的制备方法，其特征在于所述的zif-8和cu(no3)2的质量比为1:(2～2.5)。

4.根据权利要求3所述的一种基于zif-8的cu基串联电催化剂的制备方法，其特征在于所述的zif-8的质量与无水乙醇的体积比为1g:(1l～1.5l)。

5.根据权利要求4所述的一种基于zif-8的cu基串联电催化剂的制备方法，其特征在于将zif-8和cu(no3)2混合溶解于无水乙醇中，搅拌10min，然后将温度升至90℃并保温搅拌1h，溶液颜色由薄荷绿变为青绿色，然后离心并收集固体部分，用无水乙醇进行3次的离心清洗固体部分，得到湿润的浅绿色粉末固体，最后真空干燥12h，得到催化剂cu-zif-8。

技术总结
一种基于ZIF‑8的Cu基串联电催化剂的制备方法，涉及一种基于ZIF‑8的催化剂的制备方法。本发明是要解决目前电还原二氧化碳用的催化剂存在着活性位点单一、还原产物多为低附加值的C<subgt;1</subgt;化合物的技术问题。本发明在金属有机框架ZIF‑8中掺入Cu后，Cu和Zn形成串联电催化，该催化剂将二氧化碳还原为高浓度的中间体CO*，Cu将其转化为乙烯，在‑1.2Vvs.RHE的C<subgt;2</subgt;H<subgt;4</subgt;的法拉第效率为25％；同时在经过4.5h的电解后，该样品仍然保持良好的稳定性，这为串联电催化二氧化碳提供一个新的思路。

技术研发人员：孟东利,黄兴泽,杜少武
受保护的技术使用者：闽江学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15