[发明专利]一种血管结构富铜双功能催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种血管结构富铜双功能催化剂；其特征在于：该催化剂由金属Cu与一种标准电极电势低于-2.3 V的金属元素作为原料制备出，其中金属Cu在原料中原子百分比不低于72%；制备出的催化剂中金属Cu与Cu₂O在三维空间上彼此互通，其中金属Cu呈动静脉状双连续纳米多孔结构；Cu₂O呈毛细血管状，其径向直径为10 ~ 20 nm，轴向不断相连，与纳米多孔Cu相互穿插。

2.根据权利要求1所述的一种血管结构富铜双功能催化剂，其特征在于：所述标准电极电势低于-2.3 V的金属元素为Y或Ce。

3.根据权利要求1或2所述的一种血管结构富铜双功能催化剂，其特征在于：金属Cu的纯度为99.99 wt%，标准电极电势低于-2.3 V的金属元素的纯度为99.95 wt%。

4.一种血管结构富铜双功能催化剂的制备方法，用于制备权利要求1至3任一权利要求所述的催化剂；其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：将金属Cu、一种标准电极电势低于-2.3 V的金属元素作为原料，将原料置于真空电弧炉中进行熔炼，由此得到Cu原子百分比不低于72%的合金熔锭；

步骤二：将铜合金熔锭放入真空旋淬设备中加热至完全熔化状态，将合金液喷射至真空旋淬设备内部高速旋转的铜辊表面上，由此获得Cu原子百分比不低于72%的铜基二元非晶合金带；

步骤三：将铜基二元非晶合金带置于25℃的稀硫酸中脱合金后用去离子水清洗，置于无水乙醇中保存预设时间，即得到血管结构富铜双功能催化剂。

5.根据权利要求4所述的一种血管结构富铜双功能催化剂的制备方法，其特征在于：步骤一中：将原料放置不同工位中，对熔炼室抽真空，直至室内气体压强小于4.9×10^-3 Pa，再向室内通入纯度为99.9%氩气，开始熔炼；单次熔炼时间为1分钟，熔炼5次。

6.根据权利要求4所述的一种血管结构富铜双功能催化剂的制备方法，其特征在于：步骤二在纯度为99.9%的氩气气氛下进行的，其中铜合金熔锭置于石英管中，利用磁感应线圈对其进行加热；磁感应线圈的加热功率为25 ~ 30 kW；真空旋淬设备的铜辊转速为27.5 ~31.1 m/s。

7.根据权利要求4所述的一种血管结构富铜双功能催化剂的制备方法，其特征在于：步骤三中，稀硫酸的的摩尔浓度为0.02 ~ 0.04 M，脱合金时间为4.5 h，无水乙醇中的保存时间为5天。