[发明专利]一种在杂多酸离子液体-铟双催化体系下电催化还原CO2

权利要求书

1.一种在杂多酸离子液体-铟双催化体系下电催化还原CO₂制备乙醇乙酸的方法，其特征在于，该方法按以下步骤进行：

一、多金属氧酸盐离子液体的制备：①依次向反应容器中加入去离子水、乙腈、浓硫酸、偏钒酸钠的水溶液和钨酸钠，搅拌混合后进行水热反应，反应完成后冷却至室温，然后加入(n-Bu₄N)Br搅拌反应，过滤、洗涤、风干后，得到橙色粉末，即离子液体前体(n-Bu₄N)₄SV₂W₁₀O₄₀；②依次向反应容器中加入乙腈、去离子水、浓盐酸和步骤①得到的离子液体前体(n-Bu₄N)₄SV₂W₁₀O₄₀，搅拌混合后进行水热反应，反应完成后冷却至室温，然后加入(n-Bu₄N)Br搅拌反应，过滤、洗涤、风干后，得到黄色粉末，然后重结晶3～5次，得到黄色晶体(n-Bu₄N)₃SVW₁₁O₄₀，将黄色晶体(n-Bu₄N)₃SVW₁₁O₄₀溶于乙腈，得到多金属氧酸盐离子液体；

二、电催化还原CO₂：以步骤一得到的多金属氧酸盐离子液体为阴极电解液，以稀硫酸为阳极电解液，以铟片为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，Pt片为对电极，向阴极电解液中匀速稳定的通入CO₂使体系中气体维持饱和状态，在-0.4V～-1.2V下恒电位电解还原CO₂，得到乙醇和乙酸；

步骤一①中所述偏钒酸钠的水溶液与去离子水的体积为1.5：(25～35)，步骤一①中所述偏钒酸钠的水溶液与乙腈的体积为1.5：(30～40)，步骤一①中所述偏钒酸钠的水溶液与浓硫酸的体积为1.5：(1～3)，步骤一①中所述偏钒酸钠的水溶液的体积与钨酸钠的质量的为1.5mL：(0.8～1.5)g，步骤一①中所述偏钒酸钠的水溶液中偏钒酸钠的质量与去离子水的体积的比(10～14)g：100mL，步骤一①中所述搅拌混合的时间为1.5h～2.5h，所述水热反应温度为60～80℃，水热反应时间为20h～24h，步骤一①中所述偏钒酸钠的水溶液的体积与(n-Bu₄N)Br的质量的比为1.5mL：(0.5～1)g，所述搅拌反应时间为1.5h～2.5h，步骤一②中所述去离子水与乙腈的体积比为15：(50～55)，步骤一②中所述去离子水与浓盐酸的体积比为15：(5～10)，步骤一②中所述去离子水的体积与步骤①得到的离子液体前体(n-Bu₄N)₄SV₂W₁₀O₄₀的质量的比为15mL：(0.2～0.4)，步骤一②中所述搅拌混合的时间为1.5h～2.5h，所述水热反应温度为60～80℃，水热反应时间为20h～24h，步骤一②中所述步骤①得到的离子液体前体(n-Bu₄N)₄SV₂W₁₀O₄₀与(n-Bu₄N)Br的质量比0.3：(0.5～1)，所述搅拌反应时间为1.5h～2.5h，步骤一②中所述重结晶所用溶剂为乙腈，步骤一②所得多金属氧酸盐离子液体中(n-Bu₄N)₃SVW₁₁O₄₀的浓度为1mmol/L～3mmol/L，步骤二中所述稀硫酸的浓度为0.05mol/L～1.5mol/L，步骤二中通入CO₂的速率为8mL/min～12mL/min。