[发明专利]中空碳纳米纤维负载铜纳米颗粒电催化剂的制备方法与应用

权利要求书

1.一种中空碳纳米纤维负载铜纳米颗粒电催化剂的制备方法，其特征在于，包括：

将ZIF-8粉体、三水合硝酸铜以及聚合物分散到N-N二甲基甲酰胺中，得到外层纺丝溶液；所述聚合物选自聚丙烯腈或聚乙烯吡咯烷酮；

将聚甲基丙烯酸甲酯溶解在有机溶剂中，得到内层纺丝溶液；所述有机溶剂为N-N二甲基甲酰胺或无水乙醇；

将所述外层纺丝溶液注入到静电纺丝设备的外注射器中，将所述内层纺丝溶液注入到所述静电纺丝设备的内注射器中，进行静电纺丝，得到原丝纤维；

在惰性气氛中对所述原丝纤维进行碳化处理，得到中空碳纳米纤维负载铜纳米颗粒电催化剂。

2.根据权利要求1所述中空碳纳米纤维负载铜纳米颗粒电催化剂的制备方法，其特征在于，在所述对所述原丝纤维进行碳化处理，得到中空碳纳米纤维负载铜纳米颗粒电催化剂之前还包括步骤：将所述原丝纤维在空气气氛下，进行预氧化处理。

3.根据权利要求1所述中空碳纳米纤维负载铜纳米颗粒电催化剂的制备方法，其特征在于，所述ZIF-8粉体、聚合物及三水合硝酸铜的质量比为10：10：1。

4.根据权利要求2所述中空碳纳米纤维负载铜纳米颗粒电催化剂的制备方法，其特征在于，所述将所述原丝纤维在空气气氛下，进行预氧化处理的步骤具体包括：

将所述原丝纤维置于管式炭化炉中，在空气气氛中，采用程序升温方式进行升温，升温速率为3-5℃·min^-1，温度升至270℃保温1-2小时。

5.根据权利要求4所述中空碳纳米纤维负载铜纳米颗粒电催化剂的制备方法，其特征在于，所述在惰性气氛中对所述原丝纤维进行碳化处理，得到中空碳纳米纤维负载铜纳米颗粒电催化剂的步骤具体包括：在惰性气氛下，对预氧化处理后的原丝纤维进行煅烧，煅烧温度为1000℃，煅烧时间为1-2小时。

6.根据权利要求5所述中空碳纳米纤维负载铜纳米颗粒电催化剂的制备方法，其特征在于，煅烧温度采用程序升温方式进行升温，升温速率为3-5℃·min^-1，至1000℃保温1-2小时。

7.根据权利要求1所述中空碳纳米纤维负载铜纳米颗粒电催化剂的制备方法，其特征在于，所述ZIF-8粉体的制备方法包括：

将六水合硝酸锌水溶液加入到二甲基咪唑水溶液中，在搅拌条件下反应得到白色沉淀；

将所述白色沉淀进行离心分离，对分离后得到的固体物质进行清洗、干燥，得到ZIF-8粉体。

8.根据权利要求1所述中空碳纳米纤维负载铜纳米颗粒电催化剂的制备方法，其特征在于，所述六水合硝酸锌水溶液中六水合硝酸锌的质量浓度与所述二甲基咪唑水溶液水溶液中的二甲基咪唑的质量浓度比为1.5-2:1。

9.一种中空碳纳米纤维负载铜纳米颗粒电催化剂，其特征在于，所述中空碳纳米纤维负载铜纳米颗粒电催化剂采用权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到。

10.一种权利要求9所述的中空碳纳米纤维负载铜纳米颗粒电催化剂，用于电催化二氧化碳还原。