[发明专利]一种原位出溶型催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种原位出溶型催化剂，其特征在于，以层状晶体为出溶框架，晶格间隙掺杂出溶金属元素，通过电还原使掺杂的出溶金属及其氧化物原位出溶；所述层状晶体包括晶体结构为层状的碱式氧化镍、硫化物、氧化物或硅酸盐；

所述原位出溶型催化剂的制备方法包括如下步骤：

(1)将出溶金属盐、层状晶体溶解在溶剂中，混合得到混合液；

(2)将步骤(1)的混合液进行水热反应，再去除溶剂得到固体，洗涤后在空气氛围中煅烧、干燥；

(3)将步骤(2)干燥的固体作为工作电极，电化学还原得到所述原位出溶型催化剂；

所述层状晶体包括晶体结构为层状的碱式氧化镍、硫化物、氧化物或硅酸盐。

2.一种权利要求1所述的原位出溶型催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将出溶金属盐、层状晶体溶解在溶剂中，混合得到混合液；

(2)将步骤(1)的混合液进行水热反应，再去除溶剂得到固体，洗涤后在空气氛围中煅烧、干燥；

(3)将步骤(2)干燥的固体作为工作电极，电化学还原得到所述原位出溶型催化剂；

所述层状晶体包括晶体结构为层状的碱式氧化镍、硫化物、氧化物或硅酸盐。

3.根据权利要求2所述的原位出溶型催化剂的制备方法，其特征在于，所述出溶金属包括铜、铁、铬、锰、钴、钛中一种或多种；出溶金属盐为可溶性盐，包括硝酸盐、氯化盐、硫酸盐中一种或多种。

4.根据权利要求2所述的原位出溶型催化剂的制备方法，其特征在于，所述出溶金属盐和层状晶体的摩尔比为0.1～5:1。

5.根据权利要求2所述的原位出溶型催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中还加入一水合柠檬酸进行混合；一水合柠檬酸在混合液中的摩尔浓度为0.01-1mol/L。

6.根据权利要求2所述的原位出溶型催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中还加入多孔载体进行混合；多孔载体的质量与层状晶体的摩尔比为0.1-5g:1mol。

7.根据权利要求2所述的原位出溶型催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，水热反应的温度为70～200℃，反应时间为1～24h；煅烧的温度为100～500℃，煅烧时间为1～10h。

8.根据权利要求2所述的原位出溶型催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，电化学还原的电势区间为0～-3V vs RHE，电还原处理的时间不低于为0.2h。

9.根据权利要求1所述原位出溶型催化剂在电催化还原二氧化碳中的应用。

10.根据权利要求1所述原位出溶型催化剂在固体燃料电池、光催化、热催化中的应用。