铜基单原子合金催化剂及其制备方法、应用、二氧化碳电还原制备甲酸的膜电极电解质电池

摘要

本发明提供了一种铜基单原子合金催化剂，包括铜以及复合在所述铜表面的金属单原子；所述金属包括铅、铋和铟中的一种或多种。本发明公开的铜基单原子合金催化剂具有特定的结构和形貌，将金属单原子(铅，铋，铟)单分散在铜衬底表面。本发明还公开了上述铜基单原子合金催化剂的制备方法以及该铜基单原子合金催化剂在二氧化碳电还原反应中的应用。本发明在金属单原子的作用下，调节了铜衬底的电子结构，降低了其对二氧化碳电还原中间体COOH*中间体的吸附能力，提高了铜在二氧化电还原中对HCOO*中间体的吸附，实现了二氧化碳到甲酸的单一选择性电催化还原。在固态电解质反应池中，基于铜基单原子合金催化剂可连续制备纯甲酸水溶液。