[发明专利]一种将二氧化碳电还原为一氧化碳的多室隔膜电解方法和装置

权利要求书

1.一种将二氧化碳电还原为一氧化碳的多室隔膜电解方法，其特征在于：采用全氟磺酸离子交换膜将电解池分隔成多个电极室，构成阴极室和阳极室相间排布的多室隔膜电解池，阴极室电解液为溶有二氧化碳的有机复合电解液，阳极室电解液为含有支持电解质的水溶液，阴极采用对电解二氧化碳制一氧化碳具有高选择性的电极材料，阳极采用惰性电极，电解反应过程中，阴极上有一氧化碳生成，同时副产氢气。

2.根据权利要求1所述的将二氧化碳电还原为一氧化碳的多室隔膜电解方法，其特征在于：所述有机复合电解液包含四种功能组份：有机溶剂、有机支持电解质、质子导电增强剂和电催化剂。

3.根据权利要求2所述的将二氧化碳电还原为一氧化碳的多室隔膜电解方法，其特征在于：所述有机溶剂为碳酸丙烯酯、N-甲基吡咯烷酮、碳酸二乙酯中的一种或任意比例组成的混合溶剂；所述有机支持电解质为季铵盐、氯化胆碱中的一种或两种任意比例组合的混合电解质；所述质子导电增强剂为三氟甲基乙醇、甲醇和苯酚中的一种或任意比例组成的混合物；所述电催化剂为金属卟啉化合物、金属酞菁化合物、三羰基-2，4’-二联吡啶金属卤化物、咪唑类离子液体中的一种或几种任意比例混合物；

作为有机复合电解液中有机支持电解质的季铵盐，其化学结构式为：

R₁、R₂、R₃、R₄为C₁-C₅的碳氢链；X^-为CF₃SO₃^-、ClO₄^-、(CF₃SO₂)₂N^-、CF₃COO^-、H₂PO₄^-、HCO₃^-、Cl^-、HSO₄^-、Br^-；

作为有机复合电解液中电催化剂的金属卟啉化合物，其化学结构式为：

M₁为铁或钴，R₁、R₂、R₃、R₄为氢原子或C₁-C₅的碳氢链，或苯取代基；

作为有机复合电解液中电催化剂的金属酞菁化合物，其化学结构式为：

M₂为铁、锰或铜；

作为有机复合电解液中电催化剂的三羰基-2，4’-二联吡啶金属卤化物，其化学结构式为：

M₃为锰或铼，X为Cl、Br或I，R₁、R₂为氢原子或C₁-C₅的碳氢链；

作为有机复合电解液中电催化剂的咪唑类离子液体，其化学结构式为：

R₁、R₂为C₁-C₅的碳氢链；M、N为连接到碳氢链上的氢原子或官能团，官能团为：—CN、—NH₂或—OH；X^-为(CF₃SO₂)₂N^-、CF₃COO^-、CF₃SO₃^-、HCO₃^-、HSO₄^-、H₂PO₄^-、Br^-、Cl^-。

4.根据权利要求1所述的将二氧化碳电还原为一氧化碳的多室隔膜电解方法，其特征在于：所述支持电解质为碳酸氢钾、碳酸氢钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸氢钾、磷酸氢钠、硫酸钾、硫酸钠或硫酸中的一种或几种任意比例混合物。