一种二维富勒烯基催化剂的制备方法及其在电催化二氧化碳还原中的应用

技术领域

本发明属于新能源材料领域，具体涉及一种二维富勒烯基催化剂的制备方法及其在电催化二氧化碳还原中的应用。

背景技术

当今，由于化石能源的过度消耗已经造成了许多环境问题，其中因CO

石墨烯、过渡金属硫化物、黑鳞、层状双氢氧化物和MXene等二维材料因其独特的结构和电子性质，在电化学能量转换领域显示出广阔的应用前景

参考文献：

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发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种二维富勒烯基催化剂的制备方法，并实现该催化剂在电催化CO

为了达到上述目的，本发明具体的技术方案如下：

本发明二维富勒烯基催化剂的制备方法，是通过化学沉淀的方法将铋纳米颗粒负载于二维富勒烯纳米片材料上，得到铋纳米颗粒负载的二维富勒烯纳米片Bi NPs-C

步骤1：制备二维富勒烯纳米片(C

1a、合成块状Mg

1b、剥离C

步骤2：制备Bi NPs-C

2a、将硝酸铋加入到硝酸的水溶液中并充分搅拌至混合均匀；

2b、将2a获得的溶液加入含有柠檬酸钠的溶液中，并搅拌均匀；

2c、将步骤1获得的C

2d、将NaBH

优选的，2a获得的溶液为浓度0.25M的Bi(NO

优选的，2b溶液为0.027M的柠檬酸钠溶液，溶液体积为150mL。

优选的，2c中所加C

优选的，2d溶液为0.1M的硼氢化钠溶液，其溶液体积为60mL。

本发明二维富勒烯基催化剂的应用，是以铋纳米颗粒负载的二维富勒烯纳米片作为催化剂制备电极材料，进行电催化CO

具体是将催化剂分散在乙醇和Nafion的混合溶液中，并滴涂于碳布上，作为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂片为对电极。

阴极的电解液为CO

催化剂的负载量为0.5-2mg/cm

与现有技术相比，本发明的独特效果为：

(1)本发明所制备的二维Bi NPs-C

(2)本发明的制备方法简单，不需要过多的设备，原料较为易得，易于规模化生产。

(3)本发明所制备的Bi NPs-C

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，在附图中：

图1为本发明制备的C

图2为本发明制备的Bi NPs-C

图3为本发明制备的Bi NPs-C

图4为Bi NPs:C

图5为本发明制备的催化剂在碳布上不同负载量时的电催化CO

图6为本发明制备的Bi NPs-C

图7为不同电压下本发明制备的Bi NPs-C

图8为本发明制备的Bi NPs-C

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和实施例对本发明做更加全面细致地描述。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。

除非有特别说明，本发明中所用到的各种试剂、原料均可从市场上购买。

实施例1：

(1)将0.05molBi(NO

(2)将11mg C

(3)将60mL 0.1M的硼氢化钠溶液加入到步骤2所得的溶液中，得到黑色的沉淀物质；

(4)将步骤3得到的黑色沉淀用去离子水多次洗涤，并置于真空干燥箱中进行干燥，即可得到最终的催化剂Bi NPs-C

(5)电催化CO

对比例1：

分别制备C

对比例2：

制备不同催化剂负载量的工作电极，负载量分别为0.5mg/cm

对比例3：

制备空白的Bi NPs，即不加入C

对比例4：

将单独的C

实施例1所得到的Bi NPs-C

分别对实施例1所得到的Bi NPs-C

分别对实施例1所得到的Bi NPs-C

分别对实施例1所得到的Bi NPs-C

对实施例1的Bi NPs-C

对实施例1的Bi NPs-C

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。