[发明专利]一种氧化锡催化剂在电化学还原CO2制甲酸中的应用

权利要求书

1.一种氧化锡催化剂在电化学还原CO₂制甲酸中的应用，其特征在于，氧化锡催化剂制备过程包括以下步骤：

1)将ZnCl₂、一水合柠檬酸按照摩尔比1：1的比例混合于去离子水中标记为溶液A，另取乙醇充分溶解与ZnCl₂相同摩尔比的SnCl₄·5H₂O标记为溶液B，混合上述A,B溶液并磁力搅拌后快速加入碱性溶液；充分搅拌后将得到的白色沉淀进行离心洗涤，干燥，制得ZnSn(OH)₆前驱体；

2)a、将50～100mg ZnSn(OH)₆前驱体置于马弗炉中煅烧，使其发生相变转变为ZnSnO₄/SnO₂，随炉冷却至室温，将获得的Zn₂SnO₄/SnO₂置入HNO₃水溶液中刻蚀，离心洗涤，干燥，制得具有微孔结构修饰的3D SnO₂立方体；

或b、将ZnSn(OH)₆前驱体，硫代乙酰胺，乙二胺四乙酸依次放入盛有去离子水的烧杯中，并磁力搅拌使得固体粉末完全溶解；随后转移至聚四氟乙烯内衬中，装入不锈钢反应釜并拧紧，置入烘箱中进行水热反应，反应结束后离心洗涤，干燥得到黄色的SnS₂粉末；最后置入马弗炉中煅烧处理得到SnO₂样品。

2.如权利要求1所述的应用，其特征在于：步骤1)反应体系中，所述A溶液中ZnCl₂:一水合柠檬酸按照摩尔比1：1的比例，优选4mmol和4mmol，去离子水体积100～200ml，优选140ml；溶液B中，SnCl₄·5H₂O的质量优选4mmol，乙醇体积15～30ml，优选20ml；步骤1)反应体系中，碱性溶液为氢氧化钠或者氢氧化钾的一种或两种混合，优选氢氧化钠；溶液浓度1.5～2.0M，体积15～30ml；优选20ml，2M。

3.如权利要求1所述的应用，其特征在于：步骤2)a反应体系中，所述煅烧温度为500～850℃，煅烧时间为0.5～2h，优选500℃，2h；Zn₂SnO₄/SnO₂的质量范围为50～100mg，优选50mg，对应的刻蚀溶液为5ml，5～8M的硝酸水溶液，优选8M；刻蚀时间为30min～12h，优选时间为2h。

4.如权利要求1所述的应用，其特征在于：步骤2)b中先加入乙二胺四乙酸，室温搅拌0.5～1h使其充分溶解后再加入硫代乙酰胺；ZnSn(OH)₆：乙二胺四乙酸：硫代乙酰胺＝(0.3～0.5mmol):(1.5～2.0mmol):(0.5～1.0mmol)，优选比例为0.3mmol，ZnSn(OH)₆对应1.8mmol硫代乙酰胺、0.8mmol乙二胺四乙酸；去离子水体积30～40ml，优选35ml。

5.如权利要求1所述的应用，其特征在于：步骤2)b中搅拌处理时间为1～3h水热反应温度为180～220℃，反应时间1～3h；优选方案为220℃，时间为3h。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)b中，所述煅烧温度为500～850℃，焙烧时间为30min～2h；优选方案为煅烧温度500℃，煅烧时间为2h。

7.如权利要求1-6任一所述的应用，其特征在于：所述催化材料可用于电化学还原CO₂的催化反应中，可选择性制备甲酸；

反应原料CO₂摩尔浓度[CO₂]＝99.99％，通气流速为30cm³/min，通气时间为10～30min，优选30min，反应温度为室温25℃。