[发明专利]一种氧化锡-氯氧化铋复合颗粒及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种氧化锡‑氯氧化铋复合颗粒及其制备方法和应用。本发明的氧化锡‑氯氧化铋复合颗粒的组成包括导电炭黑颗粒和负载在导电炭黑颗粒上的氧化锡‑氯氧化铋复合纳米颗粒。本发明的氧化锡‑氯氧化铋复合颗粒的制备方法包括以下步骤：1)将铋盐和氯化亚锡分散在醇类溶剂中，再加入导电炭黑和乙醇，进行混合，得到反应混合物；2)将反应混合物加入反应釜，进行溶剂热反应，再分离出固体产物进行洗涤、干燥和研磨。本发明的氧化锡‑氯氧化铋复合颗粒的导电性好、结构稳定、粒径小、催化活性位点多，用于电催化CO₂还原产甲酸反应具有高催化活性和高选择性。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，具体涉及一种氧化锡-氯氧化铋复合颗粒及其制备方法和应用。

背景技术

温室效应，又称“花房效应”，是大气保温效应的俗称，自工业革命以来，人类向大气中排放的二氧化碳(CO₂)等吸热性强的温室气体逐年增加，大气的温室效应也随之增强，其引发的一系列问题已引起世界各国的关注。

通过电化学过程将CO₂催化转化为有用的燃料或化学物质，不仅可以缓解CO₂所造成的环境问题，而且还可以实现碳循环。电催化CO₂转化的技术关键点之一在于开发出合适的催化剂。氧化锡(SnO₂)可以催化CO₂电化学还原生成甲酸，但现有的氧化锡催化剂的催化性能比较差，且由于氧化锡是一种过渡金属氧化物，导电性差。铋(Bi)单质也可以催化CO₂电化学还原生成甲酸，但铋单质的分散性能较差，材料利用率低。

以上陈述仅仅是提供与本发明有关的背景信息，而不必然构成现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧化锡-氯氧化铋复合颗粒及其制备方法和应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种氧化锡-氯氧化铋复合颗粒，其组成包括导电炭黑颗粒和负载在导电炭黑颗粒上的氧化锡-氯氧化铋复合纳米颗粒。

优选的，所述氧化锡-氯氧化铋复合纳米颗粒的粒径为5nm～10nm。

上述氧化锡-氯氧化铋复合颗粒的制备方法包括以下步骤：

1)将铋盐和氯化亚锡分散在醇类溶剂中，再加入导电炭黑和乙醇，进行混合，得到反应混合物；

2)将反应混合物加入反应釜，进行溶剂热反应，再分离出固体产物进行洗涤、干燥和研磨，即得氧化锡-氯氧化铋复合颗粒。

优选的，上述氧化锡-氯氧化铋复合颗粒的制备方法包括以下步骤：

1)将铋盐和氯化亚锡超声分散在醇类溶剂中，再加入导电炭黑和乙醇，进行超声分散，得到反应混合物；

2)将反应混合物加入聚四氟乙烯内衬反应釜，进行溶剂热反应，再抽滤、洗涤、干燥和研磨，即得氧化锡-氯氧化铋复合颗粒。

优选的，步骤1)所述铋盐为硝酸铋、柠檬酸铋、硫酸铋中的至少一种。

优选的，步骤1)所述铋盐、氯化亚锡的摩尔比为0.1:1～4:1。

优选的，步骤1)所述氯化亚锡、导电炭黑的质量比为0.3:1～1.9:1。

优选的，步骤1)所述铋盐和氯化亚锡的总用量、醇类溶剂用量、乙醇用量的比为1mmol:5mL～10mL:15mL～20mL。

优选的，步骤1)所述醇类溶剂为乙二醇、丙三醇、异丙醇、正己醇中的至少一种。

进一步优选的，步骤1)所述醇类溶剂为乙二醇。

优选的，步骤2)所述溶剂热反应在160℃～200℃下进行。