[发明专利]一种通过外磁场强化稀土金属调控磁性材料催化二氧化碳电还原生成一氧化碳的方法

权利要求书

1.一种通过外磁场强化稀土金属调控磁性材料催化二氧化碳电还原生成一氧化碳的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）制备稀土磁性材料催化剂；

（2）将稀土磁性材料催化剂分别负载于碳纸上；

（3）电催化二氧化碳还原过程中，外磁场使用双轭电磁铁施加，N极、S极正对，催化剂片处于N、S磁极正中间；

所述的稀土磁性材料催化剂是Nd@Ni@CN，Sm@Ni@CN，Eu@Ni@CN，Gd@Ni@CN，Tb@Ni@CN，Dy@Ni@CN，Ho@Ni@CN，Er@Ni@CN，Tm@Ni@CN，Lu@Ni@CN，Y@Ni@CN任何之一。

2.根据权利要求1所述的通过外磁场强化稀土金属调控磁性材料催化二氧化碳电还原生成一氧化碳的方法，其特征在于，所述的稀土磁性材料催化剂为Dy@Ni@CN。

3.根据权利要求1所述的通过外磁场强化稀土金属调控磁性材料催化二氧化碳电还原生成一氧化碳的方法，其特征在于，所述电磁铁施加的磁场强度为1000 mT。

4.根据权利要求1所述的通过外磁场强化稀土金属调控磁性材料催化二氧化碳电还原生成一氧化碳的方法，其特征在于，所述的稀土磁性材料催化剂的制备方法为：

（1）先称取0.5 g导电炭黑于20 mL超纯水中，加入0.5 g Zn(NO₃) ₂·6H₂O溶于其中；待0.5 g Zn(NO₃) ₂·6H₂O完全溶解之后，再加入3 g 2-甲基咪唑，室温下搅拌直至溶液转变为粘稠状态，然后在烘箱中烘干；

（2）将（1）中的材料称取0.5g，称取0.7g的Ni(NO₃) ₂·6H₂O、0.2 g的水合X (NO₃) ₃，其中X可以为Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Lu、Y等稀土元素中的任何一种，溶于20 mL醇水混合液中，室温下搅拌2 h，烘干；

（3）在700 ℃下，N2气氛保护，烧制4h，冷却至室温后，用0.1 M盐酸酸洗，最后水洗干燥至中性，得到稀土磁性材料催化剂。

5.根据权利要求4所述的通过外磁场强化稀土金属调控磁性材料催化二氧化碳电还原生成一氧化碳的方法，其特征在于，所述醇水混合液的醇水比为1:9，醇是分析纯级别的异丙醇，水是超纯水。

6.根据权利要求4所述的通过外磁场强化稀土金属调控磁性材料催化二氧化碳电还原生成一氧化碳的方法，其特征在于，所述烧制的升温速率为5℃/min。

7.根据权利要求1所述的通过外磁场强化稀土金属调控磁性材料催化二氧化碳电还原生成一氧化碳的方法，其特征在于，所述的电催化二氧化碳还原过程中，使用H型电解池，对电极与工作电极分别放在两个池子中，参比电极、出气孔、进气孔与工作电极安置在同一侧池子中，磁铁放置于工作电极所在的电解池外侧。