本申請(qǐng)屬于無機(jī)催化劑材料，尤其涉及一種硫氰酸亞銅交聯(lián)多孔納米片材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前，工業(yè)發(fā)展仍然依賴于化石能源，導(dǎo)致碳排放量居高不下，要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，開發(fā)利用可再生能源(太陽能、風(fēng)能、潮汐能等)技術(shù)降低碳排放是關(guān)鍵。二氧化碳(co2)資源化利用的相關(guān)技術(shù)因而備受關(guān)注。其中，電催化co2還原轉(zhuǎn)化技術(shù)能夠利用可再生電能將co2轉(zhuǎn)化為co，甲酸、乙烯等高值化學(xué)品，是一種能夠緩解能源壓力和co2相關(guān)環(huán)境問題的關(guān)鍵技術(shù)。經(jīng)過近十年的研究發(fā)展，電催化co2還原在催化劑研制、器件設(shè)計(jì)和機(jī)理研究方面都取得了良好進(jìn)展。盡管如此，催化劑始終處于電催化co2還原研究的中心地位，開發(fā)新型高效催化劑仍具有重要意義。

2、銅(cu)基催化劑材料在水溶液中不僅具有較高的電化學(xué)析氫過電勢(shì)，還是催化轉(zhuǎn)化co2生成多碳產(chǎn)物最具前景的一類材料，因此備受研究者青睞。雖然當(dāng)前cu基材料用于電催化二氧化碳還原被廣泛用研究，但大部分cu基催化劑材料存在制備工藝復(fù)雜和單一產(chǎn)物選擇性低的問題，發(fā)展新型cu基催化劑用于高效電催化轉(zhuǎn)化co2仍具備廣闊研究空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N硫氰酸亞銅交聯(lián)多孔納米片材料及其制備方法和應(yīng)用，通過調(diào)控銅鹽、硫氰酸鹽的摩爾比，以及簡(jiǎn)單的超聲輔助水溶液液相反應(yīng)法合成交聯(lián)多孔納米片結(jié)構(gòu)，組成的交聯(lián)多孔結(jié)構(gòu)有利于反應(yīng)介質(zhì)傳遞和有效增加催化反應(yīng)活性面積，獲得優(yōu)異的電化學(xué)催化活性，該方法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，環(huán)境友好，產(chǎn)品產(chǎn)率高，易于放大生產(chǎn)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┮韵录夹g(shù)方案：

3、一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N硫氰酸亞銅交聯(lián)多孔納米片材料的制備方法，該方法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，環(huán)境友好，產(chǎn)品產(chǎn)率高，易于放大生產(chǎn)。

4、一種硫氰酸亞銅交聯(lián)多孔納米片材料的制備方法，包括如下步驟：

5、(1)將含有銅鹽的水溶液a與含有硫氰酸鹽的水溶液b混合，靜置，去上清，得到沉淀物；

6、(2)對(duì)所述沉淀物依次進(jìn)行離心洗滌、干燥，得到所述硫氰酸亞銅交聯(lián)多孔納米片材料；

7、步驟(1)中所述混合在超聲條件下進(jìn)行；

8、所述超聲的頻率為20～60khz；

9、所述超聲的時(shí)間為20～50min。

10、可選地，所述超聲的頻率獨(dú)立地選自20khz、30khz、40khz、50khz、60khz中的任意值或任意兩者之間的范圍值。

11、可選地，所述超聲的時(shí)間獨(dú)立地選自20min、30min、40min、50min中的任意值或任意兩者之間的范圍值。

12、可選地，步驟(1)中所述銅鹽與硫氰酸鹽的摩爾比為1:0.5～4，其中，銅鹽的摩爾量以物質(zhì)本身的摩爾量計(jì)，硫氰酸鹽的摩爾量以物質(zhì)本身的摩爾量計(jì)。

13、優(yōu)選地，步驟(1)中所述銅鹽與硫氰酸鹽的摩爾比為1:0.5～2。

14、優(yōu)選地，步驟(1)中所述銅鹽與硫氰酸鹽的摩爾比為1:1。

15、可選地，步驟(1)中所述水溶液a與所述水溶液b的體積比為1.5～4:1～3。

16、優(yōu)選地，步驟(1)中所述水溶液a與所述水溶液b的體積比為3:2。

17、可選地，步驟(1)中所述銅鹽包括硝酸銅、氯化銅、醋酸銅、硫酸銅中的至少一種。

18、可選地，步驟(1)中所述硫氰酸鹽包括硫氰酸鉀、硫氰酸鈉、硫氰酸銨中的至少一種。

19、可選地，步驟(1)中所述靜置的時(shí)間為0.5～2h。

20、可選地，步驟(1)中所述靜置的時(shí)間獨(dú)立地選自0.5h、1h、1.5h、2h中的任意值或任意兩者之間的范圍值。

21、可選地，步驟(2)中所述離心洗滌為依次采用水和乙醇進(jìn)行離心洗滌。

22、可選地，步驟(2)中所述離心洗滌的轉(zhuǎn)速為7000～8000r/min；

23、步驟(2)中所述離心洗滌的次數(shù)≥2次；

24、步驟(2)中每次離心洗滌的時(shí)間為2～4min。

25、優(yōu)選地，步驟(2)中所述離心洗滌的次數(shù)為3次。

26、可選地，步驟(2)中所述干燥為真空干燥。

27、可選地，所述真空干燥的溫度為50～70℃；

28、所述真空干燥的時(shí)間為5～7h。

29、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝松鲜鲋苽浞椒ㄖ苽涞玫降牧蚯杷醽嗐~交聯(lián)多孔納米片材料。所述硫氰酸亞銅交聯(lián)多孔納米片材料有利于反應(yīng)介質(zhì)傳遞和有效增加催化反應(yīng)活性面積，獲得優(yōu)異的電化學(xué)催化活性。

30、第三方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝松鲜隽蚯杷醽嗐~交聯(lián)多孔納米片材料作為催化劑材料的應(yīng)用。

31、第四方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝松鲜隽蚯杷醽嗐~交聯(lián)多孔納米片材料在電催化二氧化碳還原中的應(yīng)用。

32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)包括以下有益效果：

33、(1)本申請(qǐng)?zhí)峁┑牧蚯杷醽嗐~(cuscn)交聯(lián)多孔納米片材料的制備方法簡(jiǎn)便，環(huán)境友好，產(chǎn)品產(chǎn)率高，易于規(guī)模化生產(chǎn)。

34、(2)本申請(qǐng)?zhí)峁┑牧蚯杷醽嗐~(cuscn)交聯(lián)多孔納米片材料，用于電化學(xué)二氧化碳還原催化劑，表現(xiàn)出優(yōu)異催化活性和選擇性，豐富了用于電化學(xué)二氧化碳還原催化劑的種類。

35、(3)本申請(qǐng)?zhí)峁┑腸uscn交聯(lián)多孔納米片結(jié)構(gòu)材料在光催化和染料敏化太陽能電池中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)特征：

1.一種硫氰酸亞銅交聯(lián)多孔納米片材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫氰酸亞銅交聯(lián)多孔納米片材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述銅鹽與硫氰酸鹽的摩爾比為1:0.5～4，其中，銅鹽的摩爾量以物質(zhì)本身的摩爾量計(jì)，硫氰酸鹽的摩爾量以物質(zhì)本身的摩爾量計(jì)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫氰酸亞銅交聯(lián)多孔納米片材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述水溶液a與所述水溶液b的體積比為1.5～4:1～3。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫氰酸亞銅交聯(lián)多孔納米片材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述銅鹽包括硝酸銅、氯化銅、醋酸銅、硫酸銅中的至少一種；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫氰酸亞銅交聯(lián)多孔納米片材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述靜置的時(shí)間為0.5～2h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫氰酸亞銅交聯(lián)多孔納米片材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述離心洗滌為依次采用水和乙醇進(jìn)行離心洗滌；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫氰酸亞銅交聯(lián)多孔納米片材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述干燥為真空干燥；

8.權(quán)利要求1～7任意一項(xiàng)所述制備方法制備得到的硫氰酸亞銅交聯(lián)多孔納米片材料。

9.權(quán)利要求8所述的硫氰酸亞銅交聯(lián)多孔納米片材料作為催化劑材料的應(yīng)用。

10.權(quán)利要求8所述的硫氰酸亞銅交聯(lián)多孔納米片材料在電催化二氧化碳還原中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開了一種硫氰酸亞銅交聯(lián)多孔納米片材料及其制備方法和應(yīng)用，屬于無機(jī)催化劑材料技術(shù)領(lǐng)域。本申請(qǐng)?zhí)峁┑闹苽浞椒ǎㄈ缦虏襟E：(1)將含有銅鹽的水溶液A與含有硫氰酸鹽的水溶液B混合，靜置，去上清，得到沉淀物；(2)對(duì)所述沉淀物依次進(jìn)行離心洗滌、干燥，得到所述硫氰酸亞銅交聯(lián)多孔納米片材料；步驟(1)中所述混合在超聲條件下進(jìn)行；所述超聲的頻率為20～60KHz；所述超聲的時(shí)間為20～50min。本申請(qǐng)制備的交聯(lián)多孔納米片結(jié)構(gòu)有利于反應(yīng)介質(zhì)傳遞和有效增加催化反應(yīng)活性面積，獲得優(yōu)異的電化學(xué)催化活性，該方法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，環(huán)境友好，產(chǎn)品產(chǎn)率高，易于放大生產(chǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：王根香
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28