CN111013606B - 一种均相AuNi合金催化材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种均相AuNi合金催化材料及其制备方法，属于电催化技术领域。本发明采用静电纺丝法制备纳米纤维膜，结合简便高效的阶梯升温法及高温热还原方法制得均相AuNi合金纳米颗粒，制备方法操作简便，环保高效。利用本发明方法制备的催化材料合金颗粒达到纳米尺度，用于电化学还原二氧化碳制备一氧化碳，催化活性高，其中，催化材料Au1Ni1/CNFs的CO最优法拉第效率能够达到92％，电流密度达到3.9mAcm‑2。同时能够有效抑制析氢反应，具有较高的选择性和稳定性，所制的催化材料Au1Ni1/CNFs在连续工作12h后，依然能保持稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种均相AuNi合金催化材料及其制备方法，属于电催化技术领域。
背景技术
近年来，化石能源的大量使用，使得大气中排入巨量的二氧化碳气体，从而引起了如全球气候变暖等一系列环境问题。如何提高能源的高效利用与转化，已成为一个极具挑战的问题。在诸多二氧化碳转化再利用的方案中，电催化还原二氧化碳因其具有清洁、高效以及可持续等优点，为人们解决能源与环境问题提供了方向。
在诸多电催化还原二氧化碳产物中，CO因其反应路径简单高效且经济利用价值较高，成为研究最为广泛的一种产物。二氧化碳分子为直线型对称结构，碳氧键键能高达750kJ/mol，具有很高的还原势垒。目前电催化还原二氧化碳面临的最大挑战是研制出高活性、高选择性以及高稳定性的催化材料。
金(Au)被认为是一种具有十分优异的二氧化碳电还原性能的元素。然而，多晶金纳米颗粒所表现出的二氧化碳电还原性能往往不尽如人意。近年来，对于Au基电催化还原二氧化碳催化材料的研究主要集中于调整其颗粒尺寸、纳米结构的形貌等方面，但上述催化材料的制备方法存在有制备复杂、可调控性差等缺点，难以满足实际应用的需要。此外，金合金化也能有效提高电催化还原二氧化碳的性能，最近研究利用液相合成法制备的Au-Cu合金、Au-Sn合金等，均表现出优异的催化性能，但液相合成受限于还原剂与稳定剂的使用会产生环境污染，不利于后处理步骤，且合成的催化剂产量较低。此外，传统的静电纺丝膜热处理方法易导致纳米纤维交联板结，使其纳米纤维结构消失，从而会大大降低其催化效率。同时，金的价格昂贵，会增加催化剂的制备成本，因此开发出一种经济高效且稳定的电催化还原二氧化碳催化剂对大规模转化二氧化碳具有十分重要的价值。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种均相AuNi合金催化材料及其制备方法，该方法能够有效克服电催化还原二氧化碳催化剂效率低、析氢副反应严重、选择性低以及制备过程繁琐等缺点，并大大提高金属纳米颗粒的利用效率。该制备方法经济高效、简便易得，所制催化材料催化活性优异、选择性出色且稳定性良好。
本发明的第一个目的是提供一种均相AuNi合金催化材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)制备含有金盐和镍盐静电纺丝溶液：按照摩尔比称取金盐与镍盐，加入到超细碳纤维前驱体溶液中，搅拌制得均一的静电纺丝溶液；
(2)制备含有金盐和镍盐静电纺丝纳米纤维膜：利用静电纺丝法对步骤(1)中的静电纺丝溶液进行纺丝，制得纳米纤维膜，
(3)制备均相AuNi合金纳米催化材料：先将步骤(2)中制备得到纳米纤维膜在空气氛围中进行阶梯式升温预氧化处理，然后进行高温处理，在惰性气体氛围下，以1～10℃/min的升温速率升至300～500℃并恒温3～5h，恒温结束后在惰性气体和H2混合的氛围下，以1～10℃/min的升温速率升至700～1000℃并恒温1-5h进行高温热还原及金镍合金化，恒温结束降至室温，即制备得到碳纳米纤维原位负载均相AuNi合金纳米颗粒的催化材料。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中所述金盐为氯金酸、三氯化金中的一种或两种。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中所述镍盐为硝酸镍、醋酸镍、氯化镍中的一种或几种。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中所述金盐和镍盐的摩尔比为：1～9：9～1。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中所述金盐和镍盐的摩尔比为1:1。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中所述超细碳纤维前驱体为聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中所述超细碳纤维前驱体溶液的质量分数为10％～25wt％。
在本发明的一种实施方式中，当步骤(1)中所述超细碳纤维前驱体为聚丙烯腈时，所述超细碳纤维前驱体溶液的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜；当超细碳纤维前驱体为聚乙烯吡咯烷酮时，所述超细碳纤维前驱体溶液的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、水或乙醇；当超细碳纤维前驱体为聚乙烯醇时，所述超细碳纤维前驱体溶液的溶剂为水。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)中所述静电纺丝的参数为：纺丝电压为15～20kV，正极至接收器的距离为15～30cm，溶液推速为0.1～0.6mL/h。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中所述阶梯式升温预氧化处理按以下温度进行：第一阶段：80℃；第二阶段：100℃；第三阶段：120℃；第四阶段：140℃；第五阶段：160℃；第六阶段：180℃。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中所述阶梯式升温预氧化处理的升温速率为：5℃/min。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中所述预氧化的每一温度阶段保温2～10h。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中所述惰性气体为氩气、氮气中的一种。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中所述的惰性气体与H2的流量比为10：1，8：1，5：1中的一种。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中所述高温处理的升温速率为1℃/min、5℃/min、10℃/min中的一种或几种。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中所述高温处理的升温速率为5℃/min。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中所述高温处理第一次升温到400℃恒温3h。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中所述高温处理第二次升温到1000℃恒温3h。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中所述均相AuNi合金纳米颗粒的负载量为1～10％。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中所述均相AuNi合金纳米颗粒的尺寸为5～10nm。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中所述碳纳米纤维的直径尺寸为100～500nm。
本发明的第二个目的是提供上述制备方法制备得到的均相AuNi合金催化材料。
本发明的第三个目的是提供一种电催化还原二氧化碳的方法，所述方法利用了上述的均相AuNi合金催化材料。
本发明的有益效果：
(1)本发明采用静电纺丝法制备纳米纤维膜，纳米纤维能够作为反应器诱导金镍合金纳米颗粒的生长，且能够赋予催化剂优异的比表面积有利于催化过程中CO2的吸附。
(2)本发明将贵金属金与非贵金属镍合金化，降低了催化剂的制备成本；采用简便高效的阶梯升温法及高温热还原方法制得均相AuNi合金纳米颗粒，该方法能够有效地保持纤维的纳米结构，将其与静电纺丝相结合，制得碳纳米纤维原位负载均相AuNi合金纳米颗粒催化材料，该方法操作简便，环保高效，所制得催化剂具有优异的电催化还原二氧化碳的性能，此外，本发明制备的催化材料还可直接用作电极。
附图说明
图1为实施例1中Au1Ni1/CNFs的微观形貌图；其中，图1(a)～(b)为Au1Ni1/CNFs的扫描电镜图，图1(c)为Au1Ni1/CNFs的高倍暗场透射图及其元素线扫谱图，图1(d)为Au1Ni1/CNFs的球差透射电镜图，图1(e)为Au mapping谱图，图1(f)为Ni mapping谱图，图1(g)为Cmapping谱图，图1(h)为Au-Ni mapping混合谱图。
图2为实施例1中催化材料Au1Ni1/CNFs的XRD谱图。
图3为不同金镍比例的催化材料催化还原二氧化碳的性能表征；其中，图3(a)为不同金镍比例的催化材料的CO法拉第效率(FE)图；图3(b)为不同金镍比例的催化材料催化过程中的CO电流密度曲线图；图3(c)为实施例1中催化材料Au1Ni1/CNFs的稳定性测试曲线。
图4为实施例1中催化材料Au1Ni1/CNFs催化电还原二氧化碳的产物检测图；其中，图4(a)为催化产物的核磁谱图，图4(b)为催化产物的气相色谱图。
图5为实施例5中制得的Au1Ni1-CNFs催化材料的CO法拉第效率柱状图。
图6为对比例1中制得的Au1Ni1-CNFs催化材料的CO法拉第效率柱状图。
图7为对比例2中制得的Au1Ni1-CNFs催化材料的CO法拉第效率柱状图。
图8为对比例3中制得的Au1Ni1-CNFs催化材料的CO法拉第效率柱状图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合实例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不局限于下面所给出的实施例。
实施例1
(1)制备催化材料Au1Ni1/CNFs：
称取氯金酸0.412g，硝酸镍0.291g，即金镍摩尔比为1：1，将其加入到15g质量分数为20％的聚乙烯醇/N，N-二甲基甲酰胺溶液中，利用磁力搅拌制得均一透明的溶液。
采用静电纺丝法对上述溶液进行纺丝，控制纺丝正极电压为15kV，正极距接收器的距离设置为20cm，溶液推速为0.2mL/min，即制得含有金盐和镍盐的纳米纤维膜。
将0.8g所制纳米纤维膜夹于石墨片中，将其置于管式炉中，在空气氛围中按以下温度和保温时间进行阶梯式升温预氧化处理：80℃-4h，100℃-4h，120℃-4h，140℃-4h，160℃-4h，180℃-4h，使得纤维膜能够形成稳定结构，有效防止纤维在碳化过程中的破坏。然后在氮气氛围下以5℃/min的升温速率升至400℃，恒温3h，随后在氮气/H2流量比10：1氛围下以5℃/min的升温速率升至1000℃，恒温3h进行高温热还原及金镍合金化。恒温结束降至室温后，即制备得到催化材料Au1Ni1/CNFs。
(2)形貌表征：
对制得的Au1Ni1/CNFs催化材料拍摄扫描电镜，图1(a)和图1(b)均为Au1Ni1/CNFs的扫描电镜图，由这两个图可以看出，碳纳米纤维(CNFs)直径为10～20nm，CNFs随机分布从而形成一种三维网状结构，Au-Ni合金颗粒能够均匀地分布于碳纳米纤维(CNFs)上，且尺寸较为均一，有利于催化反应的进行。图1(c)为Au1Ni1/CNFs的暗场透射电镜图及其元素线扫谱图，由图1(c)可以看出，Au与Ni元素能够均一地分布于合金纳米颗粒中。图1(d)为Au1Ni1/CNFs的球差透射电镜图，图中已表明均相AuNi合金纳米颗粒的(111)晶面间距为
位于Au纳米颗粒(111)晶面间距
与Ni纳米颗粒的(111)晶面间距
之间，表明成功制得Au-Ni合金纳米颗粒。此外，(e-h)为元素的mapping谱图，可以发现Au元素和Ni元素在合金颗粒上呈现出均匀分布的状态，进一步证实了均相AuNi合金纳米颗粒的成功制备。
(3)结构表征：
图2为Au1Ni1/CNFs的XRD谱图，如图所示，均相AuNi合金纳米颗粒的(111)晶面特征峰位于Au纳米颗粒与Ni纳米颗粒的(111)晶面特征峰之间，表明均相AuNi合金纳米颗粒的成功制备。
(4)催化还原二氧化碳的性能表征：
将Au1Ni1/CNFs作为自支撑电极，在常温常压下，采用电化学工作站的恒电位电解法，利用H型电解槽，选取
117阳离子交换膜作为隔膜，以铂丝为对电极，Ag/AgCl为参比电极，0.1M CO2饱和碳酸氢钾为电解液，测试过程中持续通入CO2，进行电化学还原二氧化碳的性能测试，气相产物通过在线气相色谱进行分析，液相产物通过对测试过程中电解液进行核磁氢谱分析。气体产物的法拉第效率通过公式(1)进行计算，电流密度通过公式(2)进行计算。
jCO＝j×FECO (2)
其中，FE：法拉第效率，v：CO2流速，y：气体产物含量，N：还原产物CO所需的电子转移数，F：法拉第常数96500C mol-1，i：测试电流，j：总电流密度，jco：CO电流密度。
图3显示了催化材料Au1Ni1/CNFs催化还原二氧化碳的性能表征。由图3(a)不同金镍比例的催化材料的CO法拉第效率(FE)曲线中可以看出，催化材料Au1Ni1/CNFs的CO最优法拉第效率能够达到92％。图3(b)为不同金镍比例的催化剂催化过程中的CO电流密度曲线图，由图3(b)可以得出，均相AuNi合金纳米颗粒能够有效提高催化材料的电流密度，本实施例中的催化剂Au1Ni1/CNFs电流密度达到3.9mA cm-2。图3(c)为催化材料Au1Ni1/CNFs的稳定性测试曲线，数据表明，所制催化材料Au1Ni1/CNFs在连续工作12h后的测试电流密度，依然能保持稳定，显示出良好的催化稳定性。
对催化材料Au1Ni1/CNFs催化电还原二氧化碳的产物进行检测，结果表明，图4(a)为电解液的核磁谱图，图中仅出现DMSO和H2O特征峰，电解液中无其他液体产物的出现，表明催化材料对液体产物无选择性。图4(b)为催化产物的气相色谱图，谱图显示反应所产生H2的量十分微小，气体产物大部分为CO，表明催化材料Au1Ni1/CNFs的电催化产物为CO2和H2，对CO产物具有较高的选择性。
实施例2
(1)制备催化材料Au1Ni3/CNFs：
称取氯金酸0.412g，硝酸镍0.873g，即金镍摩尔比为1：3，将其加入到15g质量分数为20％的聚乙烯吡咯烷酮/N，N-二甲基甲酰胺溶液中，利用磁力搅拌制得均一透明的溶液。
采用静电纺丝法对所述溶液进行纺丝，控制纺丝正极电压为18kV，正极距接收器的距离设置为25cm，溶液推速为0.3mL/min，即制得含有金盐和镍盐的纳米纤维膜。
将0.8g所制纳米纤维膜夹于石墨片中，将其置于管式炉中，在空气氛围中按以下温度进行阶梯式升温预氧化处理：80℃-4h，100℃-4h，120℃-4h，140℃-4h，160℃-4h，180℃-4h，使得纤维膜能够形成稳定结构，有效防止纤维在碳化过程中的破坏，在氮气氛围下以5℃/min的升温速率升至400℃，恒温3h，随后在氩气/H2流量比5：1氛围下，以5℃/min的升温速率升至1000℃，恒温3h进行高温热还原及金镍合金化。恒温结束降至室温后，即制备得到催化材料Au1Ni3/CNFs。
(2)催化还原二氧化碳的性能表征：
测试方法与实施例1中的方法相同。
催化材料Au1Ni3/CNFs催化还原二氧化碳的性能如图3(a)、3(b)所示，由图3(a)可以看出催化材料Au1Ni3/CNFs的CO最优法拉第效率为90％，由图3(b)可以得出，催化材料Au1Ni3/CNFs的电流密度为3.5mA cm-2。
实施例3
(1)制备催化材料Au3Ni1/CNFs：
称取氯金酸0.247g，硝酸镍0.058g，即金镍摩尔比为3：1，将其加入到15g质量分数为20％的聚丙烯腈/N，N-二甲基甲酰胺溶液中，利用磁力搅拌制得均一透明的溶液。
其余制备方法与实施例1中相同。
(2)催化还原二氧化碳的性能表征：
测试方法与实施例1中的方法相同。
催化材料Au3Ni1/CNFs催化还原二氧化碳的性能如图3(a)、3(b)所示，由图3(a)可以看出催化材料Au3Ni1/CNFs的CO最优法拉第效率为80％，由图3(b)可以得出，催化材料Au3Ni1/CNFs的电流密度为3.7mA cm-2。
实施例4
(1)制备催化材料Au/CNFs与Ni/CNFs：
称取氯金酸0.412g，将其加入到15g质量分数为20％的聚乙烯吡咯烷酮/N，N-二甲基甲酰胺溶液中，利用磁力搅拌制得均一透明的溶液。其余制备方法与实施例1中相同。制得催化材料Au/CNFs。
称取硝酸镍1.745g，将其加入到15g质量分数为20％的聚乙烯吡咯烷酮/N，N-二甲基甲酰胺溶液中，利用磁力搅拌制得均一透明的溶液。其余制备方法与实施例1中相同。制得催化材料Ni/CNFs。
(2)催化还原二氧化碳的性能表征：
测试方法与实施例1中的方法相同。
催化材料Au/CNFs和Ni/CNFs的催化还原二氧化碳的性能如图3(a)、3(b)所示，由图3(a)可以看出催化材料Au/CNFs的CO最优法拉第效率为18％，催化材料Ni/CNFs的CO最优法拉第效率为72％。结合实施例1，发现Au1Ni1/CNFs的CO法拉第效率明显高于单纯Au/CNFs与Ni/CNFs，由此表明AuNi合金化能够有效调节催化材料的电子结构，从而提高了催化活性及选择性。由图3(b)可以得出，催化材料Au/CNFs的电流密度为2.3mA cm-2，催化材料Ni/CNFs的电流密度为2.7mA cm-2。
实施例5改变碳化温度为800℃
(1)制备催化材料Au1Ni1/CNFs：
称取氯金酸0.412g，硝酸镍0.291g，即金镍摩尔比为1：1，将其加入到15g质量分数为20％的聚乙烯醇/N，N-二甲基甲酰胺溶液中，利用磁力搅拌制得均一透明的溶液。
采用静电纺丝法对上述溶液进行纺丝，控制纺丝正极电压为15kV，正极距接收器的距离设置为20cm，溶液推速为0.2mL/min，即制得含有金盐和镍盐的纳米纤维膜。
将0.8g所制纳米纤维膜夹于石墨片中，将其置于管式炉中，在空气氛围中按以下温度和保温时间进行阶梯式升温预氧化处理：80℃-4h，100℃-4h，120℃-4h，140℃-4h，160℃-4h，180℃-4h，使得纤维膜能够形成稳定结构，有效防止纤维在碳化过程中的破坏。然后在氮气氛围下以5℃/min的升温速率升至400℃，恒温3h，随后在氮气/H2流量比10：1氛围下以5℃/min的升温速率升至800℃，恒温3h进行高温热还原及金镍合金化。恒温结束降至室温后，即制备得到Au1Ni1/CNFs。
(2)催化还原二氧化碳的性能表征：
测试方法与实施例1中的方法相同。
图5为本实施例制得的Au1Ni1-CNFs催化材料的CO法拉第效率柱状图，由图5可知，当煅烧时的碳化温度为800℃时，所制得的催化材料Au1Ni1-CNFs的CO最优法拉第效率为82％。
对比例1在氮气气氛中进行高温热还原及金镍合金化
(1)制备催化材料Au1Ni1/CNFs：
称取氯金酸0.412g，硝酸镍0.291g，即金镍摩尔比为1：1，将其加入到15g质量分数为20％的聚乙烯醇/N，N-二甲基甲酰胺溶液中，利用磁力搅拌制得均一透明的溶液。
采用静电纺丝法对上述溶液进行纺丝，控制纺丝正极电压为15kV，正极距接收器的距离设置为20cm，溶液推速为0.2mL/min，即制得含有金盐和镍盐的纳米纤维膜。
将0.8g所制纳米纤维膜夹于石墨片中，将其置于管式炉中，在空气氛围中按以下温度和保温时间进行阶梯式升温预氧化处理：80℃-4h，100℃-4h，120℃-4h，140℃-4h，160℃-4h，180℃-4h，使得纤维膜能够形成稳定结构，有效防止纤维在碳化过程中的破坏。然后在氮气氛围下以5℃/min的升温速率升至400℃，恒温3h，随后在氮气氛围下以5℃/min的升温速率升至1000℃，恒温3h进行高温热还原及金镍合金化。恒温结束降至室温后，即制备得到Au1Ni1/CNFs。
(2)催化还原二氧化碳的性能表征：
测试方法与实施例1中的方法相同。
图6为对比例1中制得的Au1Ni1-CNFs催化材料的CO法拉第效率柱状图，由图6可知，在纯氮气气氛中进行高温热还原及金镍合金化，所制得的催化材料Au1Ni1-CNFs的CO最优法拉第效率为77％。
对比例2不进行阶梯式升温预氧化处理
(1)制备催化材料Au1Ni1/CNFs：
称取氯金酸0.412g，硝酸镍0.291g，即金镍摩尔比为1：1，将其加入到15g质量分数为20％的聚乙烯醇/N，N-二甲基甲酰胺溶液中，利用磁力搅拌制得均一透明的溶液。
采用静电纺丝法对上述溶液进行纺丝，控制纺丝正极电压为15kV，正极距接收器的距离设置为20cm，溶液推速为0.2mL/min，即制得含有金盐和镍盐的纳米纤维膜。
将0.8g所制纳米纤维膜夹于石墨片中，将其置于管式炉中，在空气氛围中以160℃保温4h进行预氧化处理，然后在氮气氛围下以5℃/min的升温速率升至400℃，恒温5h，随后在氮气/H2流量比10：1氛围下以5℃/min的升温速率升至1000℃，恒温3h进行高温热还原及金镍合金化。恒温结束降至室温后，即制备得到Au1Ni1/CNFs。
(2)催化还原二氧化碳的性能表征：
测试方法与实施例1中的方法相同。
图7为对比例2中制得的Au1Ni1-CNFs催化材料的CO法拉第效率柱状图，由图7可知，当制备Au1Ni1-CNFs催化材料时不进行阶梯式升温预氧化处理，而是直接以160℃保温4h作为预氧化处理时，所制得的催化材料Au1Ni1-CNFs的CO最优法拉第效率为71％。
对比例3改变阶梯式升温预氧化处理
(1)制备催化材料Au1Ni1/CNFs：
称取氯金酸0.412g，硝酸镍0.291g，即金镍摩尔比为1：1，将其加入到15g质量分数为20％的聚乙烯醇/N，N-二甲基甲酰胺溶液中，利用磁力搅拌制得均一透明的溶液。
采用静电纺丝法对上述溶液进行纺丝，控制纺丝正极电压为15kV，正极距接收器的距离设置为20cm，溶液推速为0.2mL/min，即制得含有金盐和镍盐的纳米纤维膜。
将0.8g所制纳米纤维膜夹于石墨片中，将其置于管式炉中，在空气氛围中按以下温度和保温时间进行阶梯式升温预氧化处理：80℃-4h，100℃-4h，120℃-4h，140℃-4h，160℃-4h，使得纤维膜能够形成稳定结构，有效防止纤维在碳化过程中的破坏。然后在氮气氛围下以5℃/min的升温速率升至400℃，恒温5h，随后在氮气/H2流量比10：1氛围下以5℃/min的升温速率升至1000℃，恒温3h进行高温热还原及金镍合金化。恒温结束降至室温后，即制备得到Au1Ni1/CNFs。
(2)催化还原二氧化碳的性能表征：
测试方法与实施例1中的方法相同。
图8为对比例3中制得的Au1Ni1-CNFs催化材料的CO法拉第效率柱状图，由图8可知，当制备Au1Ni1-CNFs催化材料时的阶梯式升温预氧化处理，相比实施例1减少180℃保温4小时这阶梯温度时，所制得的催化材料Au1Ni1-CNFs的CO最优法拉第效率为79％。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (8)
1.一种用于电催化还原二氧化碳的均相AuNi合金催化材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）制备含有金盐和镍盐静电纺丝溶液：按照摩尔比称取金盐与镍盐，加入到超细碳纤维前驱体溶液中，搅拌制得均一的静电纺丝溶液；
（2）制备含有金盐和镍盐静电纺丝纳米纤维膜：利用静电纺丝法对步骤（1）中的静电纺丝溶液进行纺丝，制得纳米纤维膜；
（3）制备均相AuNi合金纳米催化材料：先将步骤（2）中制备得到纳米纤维膜在空气氛围中进行阶梯式升温预氧化处理，然后进行高温处理，在惰性气体氛围下，以1~10 ℃/min的升温速率升至300~500 ℃并恒温3~5h，恒温结束后在惰性气体和H2混合的氛围下，以1~10℃/min的升温速率升至700~1000 ℃并恒温1-5 h进行高温热还原及金镍合金化，恒温结束降至室温，即制备得到碳纳米纤维原位负载均相AuNi合金纳米颗粒的催化材料；
步骤（3）中所述阶梯式升温预氧化处理按以下温度进行：第一阶段：80℃；第二阶段：100℃；第三阶段：120℃；第四阶段：140℃；第五阶段：160 ℃；第六阶段：180 ℃；
步骤（3）中所述预氧化的每一温度阶段保温2~10 h。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述金盐为氯金酸、三氯化金中的一种或两种，所述镍盐为硝酸镍、醋酸镍、氯化镍中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述金盐和镍盐的摩尔比为1~9：9~1。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述金盐和镍盐的摩尔比为1:1。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的惰性气体与H2的流量比为10：1，8：1，5：1中的一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述高温热还原及金镍合金化的温度为1000 ℃，恒温3 h。
7.根据权利要求1~6任一项所述的制备方法制备得到的均相AuNi合金催化材料。
8.一种电催化还原二氧化碳的方法，所述方法利用了权利要求7所述的均相AuNi合金催化材料。
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