[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

说明书

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。本发明属于电催化还原CO₂制备乙醇乙酸领域。本发明的目的是为了解决现有还原CO₂的反应普遍为2e^‑、4e^‑转移反应，无法实现CO₂的深度还原，以及现有反应体系的离子液体制备过程复杂的技术问题。本发明通过制备多金属氧酸盐离子液体(n‑Bu₄N)₃SVW₁₁O₄₀，将其溶于乙腈后作为阴极电解液，以稀硫酸为阳极电解液电催化还原二氧化碳制备≥C₁的液相产物乙醇和乙酸。本发明的方法简单，有效地解决现有多酸离子液体种类稀少、数量短缺地难题，且反应条件温和，经济成本低，可将能效提高至4～5倍，所得乙醇法拉第效率为7％～16％，乙酸法拉第效率为14％～67％。

技术领域

本发明属于电催化还原CO₂制备乙醇乙酸领域，具体涉及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。

背景技术

CO₂作为碳元素存在的最高价态，将其还原成各种高附加值的化学品已经受到全世界的广泛关注。目前实现CO₂还原的方法有光催化、热催化、催化加氢以及电催化等。其中电催化CO₂还原易于控制反应条件，操作方便并且能够实现人为的闭合碳循环而更受青睐。目前电催化CO₂还原已经成为一种可持续且经济的方式将大气中的CO₂转化为燃料和化学品的有效策略，但电催化CO₂还原是典型的动力学过程，需要高活性的催化剂来充分降低反应能垒，从而使CO₂还原具有较高的反应速率和反应选择性。

乙酸和乙醇作为最重要的基础有机物，不但是重要的化工合成原料，也是一种优秀的储氢材料，在日常生活中也不可或缺。因此在目前的研究发展中，将CO₂通过电化学的方法催化还原成乙酸和乙醇是一种非常有前景的研究方向。目前，虽然实现CO₂还原的方法有很多，可以一定程度地实现碳捕获、利用和储存，但是耗能高，经济性低，并且普遍地限制于实现 CO₂还原的双电子转移反应，因此实现电催化CO₂还原制备多碳高附加值化学品或燃料仍然具有非常高地挑战性。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有还原CO₂的反应普遍为2e^-、4e^-转移反应，无法实现CO₂的深度还原，以及现有反应体系的离子液体制备过程复杂的技术问题，而提供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。

本发明的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按以下步骤进行：