CN111204761B

CN111204761B - 离子液体与氮掺杂多孔碳材料结合电化学还原二氧化碳的方法

Info

Publication number: CN111204761B
Application number: CN202010240740.8A
Authority: CN
Inventors: 张香平; 冯佳奇; 聂毅; 董海峰; 陈昊; 江重阳
Original assignee: Zhengzhou Institute of Emerging Industrial Technology
Current assignee: Zhengzhou Institute of Emerging Industrial Technology
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2021-06-25
Anticipated expiration: 2040-03-31
Also published as: CN111204761A

Abstract

本发明提供了一种离子液体与氮掺杂多孔碳材料结合电化学还原二氧化碳的方法，包括如下步骤：将三电极体系置于装有离子液体的H型电解池中进行电解；所述的三电极体系包括参比电极、对电极和工作电极，其中银/银离子电极为参比电极，铂网电极为对电极，涂覆有表面积大导电性高的氮掺杂多孔碳材料的碳布或碳纸为工作电极。本发明首次将离子液体与表面积大导电性高的氮掺杂多孔碳材料结合用于电化学还原二氧化碳，该方法具有一氧化碳选择性高、电流密度大、稳定性好等优点，可为二氧化碳的资源化利用提供一条有价值的途径。

Description

离子液体与氮掺杂多孔碳材料结合电化学还原二氧化碳的方法

技术领域

本发明涉及电还原领域，具体涉及一种离子液体与氮掺杂多孔碳材料结合电化学还原二氧化碳的方法。

背景技术

在过去的几百年中，人类无限制的燃烧非可再生的化石能源已使得能源危机问题日益突出，同时大气中的二氧化碳浓度逐年上升已导致了诸多环境与社会问题。人们意识到通过光催化、电催化、生物转化等方式将二氧化碳转化为燃料及其他有用化学品具有十分重要的意义。在众多的转化方式中，电化学还原二氧化碳因其使用的电能可来自可再生资源，且反应条件温和，是一种工业化潜力巨大的途径。但由于二氧化碳分子十分稳定并且反应过程涉及多个电子及质子转移步骤，因此该领域目前面临着选择性差、电流密度低、过电势高等问题，急需合适的催化体系提高反应效率。一氧化碳是费托合成的重要原料，可以进一步合成高附加值化学品，工业上所用一氧化碳主要由化石资源转化而来，并且过程能耗高、污染大，而电化学还原二氧化碳制一氧化碳具有工艺简单，无污染的特点，极具工业应用前景。

近年来，关于电化学还原二氧化碳催化剂的研究主要集中于贵金属（CN104846393A）及过渡金属（CN107841761A）基催化剂，但贵金属高昂的成本不利于其进一步的放大生产，过渡金属催化剂的活性及稳定性有待进一步提高，并且放大后容易产生废旧催化剂的处理问题。掺杂的碳材料催化剂具有稳定性好，易处理等优点，但其活性尤其是电流密度远达不到金属基催化剂的水平。除了催化剂，电解质在电化学还原二氧化碳的过程中也起着十分重要的作用，传统水溶液电解质的二氧化碳溶解度低且易于发生析氢反应，而离子液体电解质具有二氧化碳溶解度高，抑制析氢反应以及降低反应过电势等特点，有利于提高产物法拉第效率增大电流密度，在电化学还原二氧化碳领域具有巨大的应用前景。

发明内容

本发明提出了一种离子液体与氮掺杂多孔碳材料结合电化学还原二氧化碳的方法，将离子液体与表面积大导电性高的氮掺杂多孔碳材料结合在一起，电化学还原二氧化碳制一氧化碳。该方法具有一氧化碳选择性高、电流密度大、稳定性好等优点。虽然目前已报道的碳材料应用于电催化领域的研究较多，但结合离子液体电解质与表面积大导电性高的氮掺杂多孔碳材料进行电化学还原二氧化碳的研究此前未见报道。

实现本发明的技术方案是：

本发明在被质子交换膜分隔为阴极室与阳极室的电解池中，将作为工作电极的涂覆催化剂后的碳布及作为参比电极的银/银离子电极放入阴极室，将作为对电极的铂网放入阳极室，在阴极室装入离子液体电解质，阳极室装入稀硫酸电解质。阴极室电解质中通入二氧化碳或氮气至饱和，然后分别在相应气氛的条件下进行线性扫描（LSV），对催化剂的活性进行初步评估。进一步在连续向阴极电解质通入二氧化碳的条件下进行恒电位还原，进行产物分析以及催化剂稳定性测试。所述的催化剂为表面积大导电性高的氮掺杂多孔碳材料，由碘浸渍的聚苯胺经煅烧制备。

一种离子液体与氮掺杂多孔碳材料结合电化学还原二氧化碳的方法，步骤如下：

（1）将氮掺杂多孔碳材料与异丙醇混合，并加入Nafion溶液，超声30min得到催化剂涂覆液，将该涂覆液均匀的滴涂碳布上，室温自然晾干后得到工作电极；

（2）将步骤（1）制备的工作电极置于离子液体电解质中，连续通入二氧化碳进行恒电位电化学还原。

所述步骤（1）中氮掺杂多孔碳材料制备如下：

将苯胺单体溶于1 M的盐酸水溶液中形成A溶液，将一定质量的氧化剂过硫酸铵溶于1 M的盐酸水溶液中形成B液，过硫酸铵加入的质量由氧化剂与单体的摩尔比确定，所选取的比例可为0.75、1、1.25、1.5及2。将B液逐滴滴入0℃的A液中，并搅拌12 h。将所得到的墨绿色沉淀过滤、洗涤后，加入100 mL 1 M的氨水中搅拌24 h，得到的黑色沉淀经过滤、洗涤后，在80℃条件下干燥12 h。取一定量干燥完成后的聚苯胺加入含碘乙醇溶液中，碘与聚苯胺的摩尔比为0.5 ~ 2，持续搅拌24 h后经过滤、洗涤、干燥，即得到碘浸渍的聚苯胺。将碘浸渍的聚苯胺在氮气保护下600 ~ 1000℃煅烧1 ~ 4 h，即得到氮掺杂的多孔碳材料。

所述的氮掺杂多孔碳材料虽然由碘浸渍的聚苯胺煅烧得到，但其化学成分中不含碘元素，碘在煅烧过程中完全挥发。

所述碘与聚苯胺的摩尔比为1：（0.5 ~ 2），煅烧温度为600 ~ 1000℃，时间为1~4h。

所述步骤（1）以1mg氮掺杂多孔碳材料为基准，异丙醇的加入量为200-400 μL，加入20-80 μL浓度为5 wt%的Nafion溶液。

所述步骤（2）中离子液体为咪唑类离子液体。

所述咪唑类离子液体浓度为0.5 ~ 2 mol/L的离子液体-乙腈溶液，离子液体为[Emim][BF₄]、[Bmim][BF₄]、[BMmim][BF₄]、[Bzmim][BF₄]和[B3Mmim][BF₄]中的一种，乙腈含有质量分数为5 ~ 20%的水。

[Emim][BF₄]的结构式如下：

;

[Bmim][BF₄]的结构式如下：

；

[BMmim][BF₄]的结构式如下：

；

[B3Mmim][BF₄]的结构式如下：

；

[Bzmim][BF₄]的结构式如下：

。

所述步骤（2）中恒电位还原的电位范围为-1.6 ~ -2.9 V，还原时间为1h。

所述氮掺杂多孔碳材料的比表面积为500 ~ 1500 m² g^-1，导电性为10 ~ 30 Scm^-1。

在上述技术方案中，线性扫描（LSV）的电位范围为-0.8 ~ -3.0 V。恒电位还原的电位范围为-1.6 ~ -2.9 V，考察电位对一氧化碳选择性的影响。本发明经过大量实验证明，在电解电位为-2.2 V时，一氧化碳法拉第效率接近100%，电流密度为38.2 mA cm^-2，甲酸的生成速率可达713 μmol h^-1 cm^-2。

催化剂稳定性通过连续20 h在-2.2 V下恒电位还原进行测试，在20 h内催化剂的电流密度及一氧化碳法拉第效率都没有明显变化，说明所使用的氮掺杂的多孔碳材料催化剂具有很好的稳定性。

本发明使用制备方法简便的表面积大导电性高的氮掺杂多孔碳材料作为催化剂，利用可再生资源所产生的电能，用于电化学还原二氧化碳，通过调节电位来改变一氧化碳的选择性和电流密度，在最优的电位下，一氧化碳选择性接近100%，电流密度高达38 mAcm^-2。

本发明的有益效果是：

（1）本发明首次将离子液体与表面积大导电性高的氮掺杂多孔碳材料结合，电化学还原二氧化碳生成一氧化碳，电位为-2.2 V时，一氧化碳生成速率高达713 μmol h^-1 cm^-2。

（2）本发明使用的电化学还原二氧化碳体系，在达到大的电流密度的同时，也可保持较高的选择性，有效克服大电流密度与高选择性不能同时保持的问题。

（3）本发明将离子液体与表面积大导电性高的氮掺杂多孔碳材料结合，电化学还原二氧化碳生成一氧化碳，其法拉第效率接近100%。将一氧化碳应用于费托合成，既能生产燃料及化学品又能在一定程度上缓解由二氧化碳排放量过大引起的环境问题，形成碳循环，有着巨大的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的氮掺杂多孔碳材料的扫描电子显微镜图。

图2为本发明的氮掺杂多孔碳材料在二氧化碳及氮气气氛下的线性扫描图。

图3为本发明的氮掺杂多孔碳材料的CO法拉第效率与施加电位关系图。

图4为本发明的经过碘处理（PIPA-900）和未经过碘处理（PPA-900）的氮掺杂多孔碳材料的氮含量的分布图。

图5为本发明的吡咯氮绝对含量和CO法拉第效率与煅烧温度的关系图。

图6为本发明的以PIPA-900为催化剂在不同离子液体中的CO法拉第效率图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种将离子液体与氮掺杂多孔碳材料结合电化学还原二氧化碳的方法，包括如下步骤：

1）制备氮掺杂多孔碳材料

将苯胺单体溶于1 M的盐酸水溶液中形成A溶液，将一定质量的氧化剂过硫酸铵溶于1 M的盐酸水溶液中形成B液，过硫酸铵与苯胺单体比例为1。将B液逐滴滴入0℃的A液中，并搅拌12 h。将所得到的墨绿色沉淀过滤、洗涤后，加入1 M的氨水中搅拌24 h，得到的黑色沉淀经过滤、洗涤后，在80℃条件下干燥12 h。取一定量干燥完成后的聚苯胺加入含碘乙醇溶液中，碘与聚苯胺的摩尔比为1.7，搅拌24 h后过滤、洗涤、干燥，即得到碘浸渍的聚苯胺。将碘浸渍的聚苯胺在氮气保护下800℃煅烧1 h，即得到氮掺杂多孔碳材料，经表征可知，其比表面积为1500 m² g^-1，导电性为30 S cm^-1。

图1为本发明制备的氮掺杂多孔碳材料的扫描电子显微镜图。

2）制备工作电极

取1 mg步骤1）中得到的氮掺杂多孔碳材料与200 μL异丙醇混合，并加入40 μL浓度为5 wt%的Nafion溶液，将混合溶液超声30 min，得到催化剂涂覆液，将该涂覆液均匀的滴涂在面积为1 cm^-2碳布上，室温自然晾干后得到工作电极。

3）电化学还原二氧化碳活性测试

将步骤2）中制备好的工作电极置于电解质中，所用电解质为1 mol/L的离子液体[BMmim][BF₄]的乙腈溶液，乙腈含水量为5 wt%，利用三电极体系，选取电位-0.8 ~ -3.0 V在二氧化碳或氮气饱和电解质条件下进行线性扫描（LSV），初步评估催化剂活性。进一步选取电位-1.6 ~ -2.9 V，在连续通入二氧化碳的条件下进行恒电位电化学还原实验，时间固定为1 h，电位间隔100 mV，将1 h内从电解池阴极室流出的气体收集于气袋中，电化学还原完成后，取气袋中500 μL气体在气相色谱中检测，检测结果表明主要产物为一氧化碳和氢气，无其他含碳产物，取电化学还原后的电解质200 μL，以苯酚为内标，氘代DMSO为溶剂进行核磁检测，没有发现液相产物。当电位为-2.2 V时，一氧化碳法拉第效率为98%，电流密度为38.2 mA cm^-2，一氧化碳生成速率可达709 μmol h^-1 cm^-2。

图2为发明用的掺杂多孔碳材料在二氧化碳及氮气气氛下的线性扫描图，从该图可以看出掺杂多孔碳材料对二氧化碳的响应较大，具体表现为在二氧化碳饱和的离子液体电解液中，相对于氮气来说，其电流密度更大，起始电位更正。

图3为发明用的氮掺杂多孔碳材料的CO法拉第效率与施加电位关系图，可以看出CO法拉第效率随电位的负移呈火山型，在-2.2 V时法拉第效率达到最大值。

为了研究所合成的氮掺杂多孔碳催化剂表现出优异电化学还原CO₂活性的原因，我们进行了一系列的条件实验。首先通过XPS表征分析了经过碘处理（PIPA）和未经过碘处理(PPA)合成的氮掺杂多孔碳催化剂的N种类含量分布（图4），可以看出在同样的煅烧温度（900℃）下，碘处理后的氮掺杂多孔碳催化剂的吡咯氮与石墨氮的含量得到明显的提升。其次根据不同种类氮含量与煅烧温度的关系作图，发现只有吡咯氮含量与CO法拉第效率随煅烧温度变化的关系相似（图5），因此可以判断所合成的氮掺杂多孔碳催化剂的活性位点为吡咯氮。进一步保持所用氮掺杂多孔碳催化剂不变，采用不同种类离子液体作为电解质，研究离子液体与催化剂的协同作用。所采用的离子液体为[Bmim][BF₄]、[BMmim][BF₄]、[Bzmim][BF₄]和[B3Mmim][BF₄]。在-2.2 V电位下进行恒电位电化学还原实验，并对产物进行分析，从图6可以看出，当离子液体阳离子咪唑环上4号和5号位上的氢被取代后，CO的法拉第效率大幅度降低，而2号位上的氢或烷基链被取代后对CO的法拉第效率影响不大。通过以上实验可知，我们所发明的离子液体与氮掺杂多孔碳材料结合电化学还原二氧化碳的方法能够获得高效CO生成效率的原因在于氮掺杂多孔碳材料的吡咯氮活性位点与离子液体阳离子咪唑环上4号和5号位上的氢协同作用，促进CO₂的高效活化转化。

实施例2

1）制备氮掺杂多孔碳材料

将苯胺单体溶于1 M的盐酸水溶液中形成A溶液，将一定质量的氧化剂过硫酸铵溶于1 M的盐酸水溶液中形成B液，过硫酸铵与苯胺单体比例为0.75。将B液逐滴滴入0℃的A液中，并搅拌12 h。将所得到的墨绿色沉淀过滤、洗涤后，加入1 M的氨水中搅拌24 h，得到的黑色沉淀经过滤、洗涤后，在80℃条件下干燥12 h。取一定量干燥完成后的聚苯胺加入含碘乙醇溶液中，碘与聚苯胺的摩尔比为0.5，搅拌24 h后过滤、洗涤、干燥，即得到碘浸渍的聚苯胺。将碘浸渍的聚苯胺在氮气保护下600℃煅烧1 h，即得到氮掺杂多孔碳材料，经表征可知，其比表面积为500 m² g^-1，导电性为10 S cm^-1。

2）制备工作电极

取1.0 mg步骤1）中得到的氮掺杂多孔碳材料与400 μL异丙醇混合，并加入40 μL浓度为5 wt%的Nafion溶液，将混合溶液超声30 min，得到催化剂涂覆液，将该涂覆液均匀的滴涂在面积为1 cm^-2碳纸上，室温自然晾干后得到工作电极。

3）电化学还原二氧化碳活性测试

将步骤2）中制备好的工作电极置于电解质中，所用电解质为0.5 mol/L的离子液体[Bzmim][BF₄]的乙腈溶液，乙腈含水量为5 wt%，利用三电极体系，选取电位-0.8 ~ -3.0V在二氧化碳或氮气饱和电解质条件下进行线性扫描（LSV），初步评估催化剂活性。进一步选取电位-1.6 ~ -2.9 V，在连续通入二氧化碳的条件下进行恒电位电化学还原实验，时间固定为1 h，电位间隔100 mV，将1 h内从电解池阴极室流出的气体收集于气袋中，电化学还原完成后，取气袋中500 μL气体在气相色谱中检测，检测结果表明主要产物为一氧化碳和氢气，无其他含碳产物，取电化学还原的后电解质200 μL，以苯酚为内标，氘代DMSO为溶剂进行核磁检测，没有发现液相产物。当电解电位为-2.2 V时，一氧化碳法拉第效率为95%，电流密度为18.4 mA cm^-2，一氧化碳生成速率可达343 μmol h^-1 cm^-2。

实施例3

1）制备氮掺杂多孔碳材料

将苯胺单体溶于1 M的盐酸水溶液中形成A溶液，将一定质量的氧化剂过硫酸铵溶于1 M的盐酸水溶液中形成B液，过硫酸铵与苯胺单体比例为2。将B液逐滴滴入0℃的A液中，并搅拌12 h。将所得到的墨绿色沉淀过滤、洗涤后，加入1 M的氨水中搅拌24 h，得到的黑色沉淀经过滤、洗涤后，在80℃条件下干燥12 h。取一定量干燥完成后的聚苯胺加入含碘乙醇溶液中，碘与聚苯胺的摩尔比为2，搅拌24 h后过滤、洗涤、干燥，即得到碘浸渍的聚苯胺。将碘浸渍的聚苯胺在氮气保护下1000℃煅烧3 h，即得到氮掺杂多孔碳材料，经表征可知，其比表面积为1450 m² g^-1，导电性为20 S cm^-1。

2）制备工作电极

取1 mg步骤1）中得到的氮掺杂多孔碳材料与240 μL异丙醇混合，并加入80 μL浓度为5 wt%的Nafion溶液，将混合溶液超声30 min，得到催化剂涂覆液，将该涂覆液均匀的滴涂在面积为1 cm^-2碳布上，室温自然晾干后得到工作电极。

3）电化学还原二氧化碳活性测试

将步骤2）中制备好的工作电极置于电解质中，所用电解质为2 mol/L的离子液体[Bmim][BF₄]的乙腈溶液，乙腈含水量为10 wt%，利用三电极体系，选取电位-0.8 ~ -3.0 V在二氧化碳或氮气饱和电解质条件下进行线性扫描（LSV），初步评估催化剂活性。进一步选取电位-1.6 ~ -2.9 V，在连续通入二氧化碳的条件下进行恒电位电化学还原实验，时间固定为1 h，电位间隔100 mV，将2 h内从电解池阴极室流出的气体收集于气袋中，电化学还原完成后，取气袋中500 μL气体在气相色谱中检测，检测结果表明主要产物为一氧化碳和氢气，无其他含碳产物，取电化学还原后电解质200 μL，以苯酚为内标，氘代DMSO为溶剂进行核磁检测，没有发现液相产物。当电解电位为-2.2 V时，一氧化碳法拉第效率为92%，电流密度为21.6 mA cm^-2，一氧化碳生成速率可达403 μmol h^-1 cm^-2。

实施例4

1）制备氮掺杂多孔碳材料

将苯胺单体溶于1 M的盐酸水溶液中形成A溶液，将一定质量的氧化剂过硫酸铵溶于1 M的盐酸水溶液中形成B液，过硫酸铵与苯胺单体比例为1.25。将B液逐滴滴入0℃的A液中，并搅拌12 h。将所得到的墨绿色沉淀过滤、洗涤后，加入1 M的氨水中搅拌24 h，得到的黑色沉淀经过滤、洗涤后，在80℃条件下干燥12 h。取一定量干燥完成后的聚苯胺加入含碘乙醇溶液中，碘与聚苯胺的摩尔比为1.7，搅拌24 h后过滤、洗涤、干燥，即得到碘浸渍的聚苯胺。将碘浸渍的聚苯胺在氮气保护下1000℃煅烧4 h，即得到氮掺杂多孔碳材料，表征可知，其比表面积为647 m² g^-1，导电性为15 S cm^-1。

2）制备工作电极

取1 mg步骤1）中得到的氮掺杂多孔碳材料与300 μL异丙醇混合，并加入60 μL浓度为5 wt%的Nafion溶液，将混合溶液超声30 min，得到催化剂涂覆液，将该涂覆液均匀的滴涂在面积为1 cm^-2碳纸上，室温自然晾干后得到工作电极。

3）电化学还原二氧化碳活性测试

将步骤2）中制备好的工作电极置于电解质中，所用电解质为1.5 mol/L的离子液体[Emim][BF₄]的乙腈溶液，乙腈含水量为15 wt%，利用三电极体系，选取电位-0.8 ~ -3.0V在二氧化碳或氮气饱和电解质条件下进行线性扫描（LSV），初步评估催化剂活性。进一步选取电位-1.6 ~ -2.9 V，在连续通入二氧化碳的条件下进行恒电位电化学还原实验，时间固定为1 h，电位间隔100 mV，将2 h内从电解池阴极室流出的气体收集于气袋中，电化学还原完成后，取气袋中500 μL气体在气相色谱中检测，检测结果表明主要产物为一氧化碳和氢气，无其他含碳产物，取电化学还原后电解质200 μL，以苯酚为内标，氘代DMSO为溶剂进行核磁检测，没有发现液相产物。当电解电位为-2.2 V时，一氧化碳法拉第效率为89.2%，电流密度为19.5 mA cm^-2，一氧化碳生成速率可达363.8 μmol h^-1 cm^-2。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种离子液体与氮掺杂多孔碳材料结合电化学还原二氧化碳的方法，其特征在于步骤如下：

（1）将氮掺杂多孔碳材料与异丙醇混合，并加入Nafion溶液，超声30min得到催化剂涂覆液，将该涂覆液均匀的滴涂碳布上，室温自然晾干后得到工作电极；所述步骤（1）中氮掺杂多孔碳材料制备如下：以苯胺为单体，过硫酸铵为氧化剂利用氧化聚合法制备聚苯胺，将聚苯胺加入含碘乙醇溶液中，持续搅拌24 h后经过滤、洗涤、干燥，即得到碘浸渍的聚苯胺，将碘浸渍的聚苯胺在氮气保护下煅烧，得到氮掺杂的多孔碳材料；

2.根据权利要求1所述的离子液体与氮掺杂多孔碳材料结合电化学还原二氧化碳的方法，其特征在于：所述碘与聚苯胺的摩尔比为1：（0.5-2），煅烧温度为600~1000℃，时间为1-4 h。

3.根据权利要求1所述的离子液体与氮掺杂多孔碳材料结合电化学还原二氧化碳的方法，其特征在于，所述步骤（1）以1mg氮掺杂多孔碳材料为基准，异丙醇的加入量为200-400μL，加入20-80 μL浓度为5 wt%的Nafion溶液。

4.根据权利要求1所述的离子液体与氮掺杂多孔碳材料结合电化学还原二氧化碳的方法，其特征在于：所述步骤（2）中离子液体为咪唑类离子液体。

5.根据权利要求4所述的离子液体与氮掺杂多孔碳材料结合电化学还原二氧化碳的方法，其特征在于：所述咪唑类离子液体浓度为0.5-2 mol/L的离子液体-乙腈溶液，离子液体为[Emim][BF₄]、[Bmim][BF₄]、[BMmim][BF₄]、[Bzmim][BF₄]和[B3Mmim][BF₄]中的一种，乙腈含有质量分数为5-20%的水。

6.根据权利要求1所述的离子液体与氮掺杂多孔碳材料结合电化学还原二氧化碳的方法，其特征在于：所述步骤（2）中恒电位还原的电位范围为-1.6 ~ -2.9 V，还原时间为1h。

7.根据权利要求1-6任一项所述的离子液体与氮掺杂多孔碳材料结合电化学还原二氧化碳的方法，其特征在于：所述氮掺杂多孔碳材料的比表面积为500-1500 m²· g^-1，导电性为10-30 S· cm^-1。