[发明专利]一种低温等离子体调控性能的电催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种低温等离子体调控性能的电催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将铜盐、表面活性剂加入水中，混合均匀得到混合液，调节所述混合液的pH为碱性，然后加入还原剂，在搅拌状态下升温进行加热反应，得到铜基催化剂；

(2)将步骤(1)所述铜基催化剂研磨成粉，然后均匀涂布在平台上，转移至反应器中，通入反应气体，进行等离子体处理，得到所述低温等离子体调控性能的电催化剂。

2.根据权利要求1所述的低温等离子体调控性能的电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述铜盐为硫酸铜、硝酸铜及氯化铜中的一种以上；步骤(1)所述表面活性剂为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮中的一种；步骤(1)所述还原剂为葡萄糖、抗坏血酸及硼氢化钠中的一种以上。

3.根据权利要求1所述的低温等离子体调控性能的电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，按照质量份数计，

4.根据权利要求1所述的低温等离子体调控性能的电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合液的pH值调节为9-12；步骤(1)所述加热反应的温度为20-60℃，加热反应的时间为30-420min。

5.根据权利要求1所述的低温等离子体调控性能的电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述反应气体为氩气、氢气、空气及氧气中的一种以上，步骤(2)中，反应器通入反应气体后，反应器内的气体压强为1-30Pa。

6.根据权利要求1所述的低温等离子体调控性能的电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述等离子体处理的射频功率为50-450W，等离子体处理的时间为1-100min，等离子体处理的温度为20-60℃。

7.一种由权利要求1-6任一项所述的制备方法制得的低温等离子体调控性能的电催化剂。

8.权利要求7所述的低温等离子体调控性能的电催化剂在硝酸盐电催化还原中的应用，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将所述低温等离子体调控性能的电催化剂加入溶剂中，分散均匀，得到催化剂墨水，然后将所述催化剂墨水滴涂在导电集流体上，得到含催化剂的电极材料；

(2)将步骤(1)所述含催化剂的电极材料作为工作电极，铂作为对电极，Ag/AgCl作为参比电极，含硝酸根的溶液作为电解液，进行硝酸盐电催化还原反应。

9.根据权利要求8所述的低温等离子体调控性能的电催化剂在硝酸盐电催化还原中的应用，其特征在于，步骤(1)所述溶剂为异丙醇、超纯水及Nifion溶液的混合物，所述异丙醇、超纯水及Nifion溶液的体积比为45:45:10；所述Nifion溶液的浓度为5±0.5wt％；所述低温等离子体调控性能的电催化剂在溶剂中的浓度为5-50mg/mL。

10.根据权利要求8所述的低温等离子体调控性能的电催化剂在硝酸盐电催化还原中的应用，其特征在于，步骤(1)所述导电集流体为碳布、碳纸、泡沫镍、泡沫铜、FTO导电玻璃中的一种以上；步骤(2)所述含硝酸根的溶液为NaNO₃溶液或KNO₃溶液的一种以上；步骤(2)所述硝酸盐电催化还原反应的电压为0.8-1.5V，硝酸盐电催化还原反应的时间为0.5-9h。