[发明专利]一种氧化铈负载铋纳米催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种氧化铈负载铋纳米催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01、将载体氧化铈置于水中，搅拌均匀，得到溶液C；

S02、往溶液C中添加Bi(NO₃)₃·5H₂O，搅拌均匀，得到溶液D；所述Bi(NO₃)₃·5H₂O的添加质量为载体氧化铈质量的2-5倍；

S03、将Na₂CO₃溶液缓慢添加到溶液D中，搅拌均匀，得到溶液E；

S04、将溶液E依次进行离心、水洗、醇洗和真空干燥处理后，得到前驱体；

S05、将前驱体置于惰性气体/H₂混合气体中进行煅烧，得到氧化铈负载铋纳米催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种氧化铈负载铋纳米催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S03中，Na₂CO₃溶液中溶质的质量为载体氧化铈质量的0.8-1.2倍。

3.根据权利要求1所述的一种氧化铈负载铋纳米催化剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤S04中，真空干燥的温度为35-50℃。

4.根据权利要求1所述的一种氧化铈负载铋纳米催化剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤S05中，惰性气体/H₂混合气体中H₂的体积浓度为8-12％，煅烧的温度为100-200℃，煅烧的时间为0.5-2h。

5.根据权利要求1所述的一种氧化铈负载铋纳米催化剂的制备方法，其特征在于，所述载体氧化铈的制备方法包括以下步骤：

S11、将Ce(NO₃)₃·6H₂O溶于水中，得到溶液A；

S12、往溶液A中添加NaBH₄，搅拌均匀，得到溶液B；所述NaBH₄的添加质量为Ce(NO₃)₃·6H₂O质量的0.1-0.4倍；

S13、将溶液B依次进行离心、水洗、醇洗和干燥处理后，得到所述的载体氧化铈。

6.根据权利要求5所述的一种氧化铈负载铋纳米催化剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤S13中，干燥的温度为50-70℃。

7.一种如权利要求1-6中任一项所述的制备方法制得的氧化铈负载铋纳米催化剂。

8.一种如权利要求7所述的氧化铈负载铋纳米催化剂在电催化还原CO₂产甲酸中的应用。

9.根据权利要求8所述一种氧化铈负载铋纳米催化剂的应用，其特征在于，所述电催化还原CO₂产甲酸的方法包括以下步骤：将氧化铈负载铋纳米催化剂和导电炭黑分散在水/乙醇混合溶液中后，再添加全氟磺酸型聚合物进行混合，得到分散液；接着，将分散液滴加到碳布上形成工作电极，将Ag/AgCl和Pt网分别作为参比电极和对电极，将NaSO₄溶液作为电解液；然后，在-1.4～-1.9V vs.Ag/AgCl的电解电压下对CO₂进行电解还原，得到甲酸。

10.根据权利要求9所述一种氧化铈负载铋纳米催化剂的应用，其特征在于，所述的氧化铈负载铋纳米催化剂与导电炭黑的质量为(4-6):1；所述水/乙醇混合溶液中水与乙醇的体积比为(0.8-1.2):1；所述的氧化铈负载铋纳米催化剂与全氟磺酸型聚合物的质量体积比按照mg/μL计为1:(8-12)；所述NaSO₄溶液的摩尔浓度为0.1-0.3M。