[发明专利]用于制备含金属离子或准金属的化合物和过氧根、离子或自由基物质的电化学方法

权利要求书

1.一种电化学方法，所述电化学方法用于从包含金属元素或准金属元素、或其二种以上混合物的至少一种水溶性前体化合物中以至少一种反应产物的纳米颗粒的形式回收一种金属元素或准金属元素、或其两种以上混合物的反应产物，其中，所述方法包括如下步骤：

-将水溶性前体化合物溶液供应至电化学电池阴极室中水基阴极电解液中，所述电化学电池装备有包括气体扩散电极的阴极，其中，所述气体扩散电极包括BET表面积为至少50m²/g的多孔电化学活性材料，

-将阴极电解液的pH调整至小于水溶性前体化合物pKa的pH，

-将至少一种氧化剂气体供应至气体扩散电极，

-向阴极施加电化学势，以导致至少一种氧化剂气体还原为能与包含金属元素或准金属元素、或其二种以上混合物的阳离子反应的一种或多种对应的过氧根、离子和/或自由基活性物质，以形成平均粒度等于或小于30.0nm的至少一种反应产物的至少一种纳米颗粒。

2.如权利要求1所述的电化学方法，其特征在于，至少一种水溶性前体化合物包含金属或准金属元素阳离子形式的金属元素或准金属元素，或者至少一种水溶性前体化合物包含含有一种金属元素或准金属元素、或其两种以上混合物的阳离子，或者，至少一种水溶性前体化合物包含两种或更多种的上述化合物的混合物。

3.如权利要求1或2中所述的电化学方法，其特征在于，所述氧化剂气体是无机氧化剂气体、或者两种或更多种该气体的混合物。

4.如权利要求3所述的电化学方法，其特征在于，所述无机氧化剂气体选自下组：臭氧、氧气、碳氧化物、氮氧化物、卤素氧化物、硫氧化物、卤素、空气、生物气体、烟气、酸性气体、燃烧废气、或两种或更多种的上述气体的混合物。

5.如权利要求1所述的电化学方法，其特征在于，将氧化剂气体供应至气体扩散电极的供应速率是可变的。

6.如权利要求1所述的电化学方法，其特征在于，供应至气体扩散电极的氧化剂气体的分压是可变的。

7.如权利要求1所述的电化学方法，其特征在于，以水溶性前体的水溶液形式将至少一种水溶性前体化合物供应至水基阴极电解液中。

8.如权利要求1所述的电化学方法，其特征在于，以固体形式将至少一种水溶性前体化合物供应至水基阴极电解液中，并且至少一种水溶性前体化合物至少部分溶解于阴极电解液。

9.如权利要求1所述的电化学方法，其特征在于，供应至水基阴极电解液的至少一种水溶性前体化合物的浓度是可变的。

10.如权利要求1所述的电化学方法，其特征在于，所述阴极电解液的离子电导率为至少1.0mS/cm。

11.如权利要求1所述的电化学方法，其特征在于，所述电化学活性材料包括具有至少一种弱酸性或弱碱性官能团或者至少一种弱酸性和弱碱性官能团的混合物的活性表面，弱酸性官能团的pKa为2.0至7.0，并且弱碱性官能团的pKa为7.0至12.0。

12.如权利要求1所述的电化学方法，其特征在于，气体扩散电极的电化学活性表面的亲水侧包括在施加电化学势时可极化或去质子化的多个官能团。

13.如权利要求1所述的电化学方法，其特征在于，在将水溶性前体化合物供应至阴极室之前，将阴极电解液的pH调整至pH≤7。

14.如权利要求1所述的电化学方法，其特征在于，将弱质子电解液的水溶液供应至阴极电解液，所述弱质子电解液是pKa为7至12的弱质子碱或pKa为2至7的弱质子酸。