[发明专利]一种水热法合成Cu-N-C催化剂的方法

权利要求书

1.一种水热法合成Cu-N-C催化剂的方法，其特征在于，步骤如下：

（1）首先将质量浓度5%～30%的氨水与铜粉在室温下进行混合反应，得到铜氨配位化合物溶液；

（2）将氧化碳纳米材料与二次蒸馏水混合超声30～90min，得到氧化碳纳米材料在水溶液中的浓度为0.1mg/mL～10mg/mL的混合溶液；

（3）将步骤（1）铜氨配位化合物溶液与步骤（2）氧化碳纳米材料溶液按体积比1:20～20:1的比例混合均匀；倒入高压反应釜中，以5～10℃/min的升温速率加热至160～220℃，高压反应釜中的压力达到0.1～1.5MPa，在此温度和压力条件下反应6～36小时，过滤得到反应生成物，然后使用去离子水清洗，冷冻干燥，制得Cu-N-C催化剂；

所述氧化碳纳米材料为氧化石墨烯纳米带或氧化石墨烯量子点。

2.根据权利要求1所述的水热法合成Cu-N-C催化剂的方法，其特征在于，步骤（1）的铜氨配位化合物溶液的制备过程为：将纯度为99.99%的铜块磨成粒径为10～100μm的铜粉，然后将铜粉与氨水按质量比为1～10:500～1000比例混合放入容器中，待容器中的无色透明液体变成浅蓝色的液体后，将浅蓝色的液体密封，置于2～10℃下放置 3～5天后，浅蓝色液体又变成无色透明的液体，在无氧条件下将无色透明液体中的铜残余物除去后，得到含有一价铜离子的铜氨配位化合物Cu[NH₃]₂OH。

3.根据权利要求1所述的水热法合成Cu-N-C催化剂的方法，其特征在于，步骤（1）的铜氨配位化合物溶液的制备过程为：将纯度为99.99%的铜块磨成粒径为10~100μm的铜粉，然后将铜粉与氨水按质量比为1~10:500~1000比例混合放入容器中，待容器中的无色透明液体变成浅蓝色的液体后，将浅蓝色的液体密封，置于2~10℃下放置 3~5天后，浅蓝色液体又变成无色透明的液体，在无氧条件下将无色透明液体中的铜残余物除去后，得到含有一价铜离子的铜氨配位化合物Cu[NH₃]₂OH溶液；最后将铜氨配位化合物Cu[NH₃]₂OH溶液置于空气中10~60分钟，待无色透明的液体变成蓝色后，得到含有二价铜离子的铜氨配位化合物Cu[NH₃]₄(OH)₂溶液。