[发明专利]还原二氧化碳成产物

权利要求书

1.一种还原二氧化碳至一种或多种产物的方法，包括：

（A）将二氧化碳鼓泡引入到分隔式电化学电池中的电解质和催化剂的溶液中，其中（i）所述分隔式电化学电池包括位于第一电池隔室内的阳极和位于第二电池隔室内的阴极，（ii）所述阴极还原所述二氧化碳为所述的产物，及（iii）该阴极选自铝、金、银、铋、碳、镉、钴、铬、铜、铜合金、镓、汞、铟、钼、铌、镍、氧化镍钴、镍合金、镍铁合金、铅、铑、锡、锡合金、钛、钒、钨、锌、埃尔吉洛伊非磁性合金、镍铬合金、奥氏体钢、双炼钢、铁素体钢、马氏体钢、不锈钢、退化掺杂的p-Si、退化掺杂的p-Si：As、退化掺杂的p-Si：B、退化掺杂的n-Si、退化掺杂的n-Si：As、退化掺杂的n-Si：B及它们的混合物组成的群组；

（B）调整以下一个或多个：（a）阴极材料，（b）所述阴极的表面形态，（c）所述电解质，（d）所述二氧化碳鼓泡的方式，（e）所述溶液的pH值，及（f）所述分隔式电化学电池的电势，以改变以下至少一个：（i）产生所述产物中的哪一种，和（ii）所述产物的法拉第产率；及

（C）从所述溶液中分离所述产物。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述阴极的表面形态包括一光滑表面。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述阴极的表面形态包括一粗糙表面。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述催化剂是以下中的一种或多种：腺嘌呤、含硫胺、含氧胺、唑、苯并咪唑、联吡啶、呋喃、咪唑、具有至少一个五元环的咪唑基类、吲哚、甲基咪唑、恶唑、邻二氮杂菲、蝶呤、蝶啶、吡啶、具有至少一个六元环的吡啶基类、吡咯、喹诺酮和噻唑。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述产物包括以下中的一种或多种：乙醛、醋酸盐、乙酸、丙酮、正丁醇、仲丁醇、2-丁酮、碳、一氧化碳、碳酸盐、乙烷、乙醇、乙烯、甲醛、甲酸盐、甲酸、乙醇酸盐、乙醇酸、乙二醛、乙醛酸盐、乙醛酸、石墨、异丙醇、乳酸盐、乳酸、甲烷、甲醇、草酸盐、草酸、含二氧化碳聚合物、1-丙醛、正丙醇和丙酸。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电解质为以下中的至少一个：硫酸钠、碳酸氢钾、氯化钾、硝酸钠、氯化钠、氟化钠、高氯酸钠、高氯酸钾、偏硅酸钾、氯化钙、胍盐、氢离子、碱金属离子、铵阳离子、烷基铵阳离子、卤素离子、烷基胺、硼酸盐、碳酸盐、胍盐衍生物、亚硝酸盐、硝酸盐、磷酸盐、多磷酸盐、高氯酸盐、硅酸盐、硫酸盐和四烷基季铵盐。

7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：

将至少一种包含钙、镁或锌中至少一种的二价阳离子导入所述电解质的所述溶液。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述二氧化碳鼓泡的方式包括：

鼓泡所述二氧化碳以接触所述阴极。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述二氧化碳鼓泡的方式包括：

鼓泡所述二氧化碳以避免接触所述阴极。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述pH值在约1至约8之间。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述的电势在约-0.7伏特至-2伏特之间。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述不锈钢包括以下至少一种：SS 2205、SS 304、SS 316和SS 321；以及其中所述锡合金包括以下中的至少一种：SnAg、SnPb、SnSb。