[发明专利]一种电化学催化转化二氧化碳合成一氧化碳的方法

权利要求书

1.一种过渡后金属修饰的铜基催化剂的制备方法，由化学沉淀法制备，包括下述步骤：

1)将过渡后金属化合物的乙醇溶液加入到铜化合物的水溶液中，并加入柠檬酸作为稳定剂，向所得溶液中加入碱性水溶液，进行搅拌；

2)反应结束后，将所得沉淀离心、洗涤、干燥，得到固体粉末产物；

3)将所得固体粉末煅烧，即得所述过渡后金属修饰的铜基催化剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述铜化合物选自硫酸铜(CuSO₄)、硝酸铜(CuNO₃)、氯化铜(CuCl₂)、乙酸铜(Cu(CH₃COO)₂)、乙酰丙酮酸铜(Cu(acac)₂)及其水合物中的至少一种；

所述过渡后金属化合物选自氯化锡(SnCl₄)、氯化铟(InCl₃)、氯化铋(BiCl₃)、氯化铅(PbCl₂)及其水合物中的至少一种；

所述铜化合物与过渡后金属化合物的质量比为100:1-1:100；

所述柠檬酸与所述铜化合物的摩尔比为10：1-1：10；

所述碱性水溶液可选自NaOH水溶液、KOH水溶液、Na₂CO₃水溶液、K₂CO₃水溶液、NaHCO₃水溶液、KHCO₃水溶液中的至少一种；

所述的碱性水溶液浓度为0.01-10M；

所述搅拌温度为0-100℃；

所述搅拌时间为0.2-50h；

或，所述步骤2)中，所述离心步骤中，转速为1000-10000RPM；时间1-60min；

所述洗涤溶剂选自去离子水、乙醇、丙酮、甲醇及其混合溶液中的至少一种；

所述干燥温度为30-150℃，时间为1-50h；

或，所述步骤3)中，所述煅烧在氩气或氮气惰性气氛中进行，所述煅烧的温度为300-700℃；所述煅烧的时间为1-10h。

3.权利要求1或2所述方法制备得到的过渡后金属修饰的铜基催化剂。

4.一种电极材料，是由权利要求3所述的过渡后金属修饰的铜基催化剂和气体扩散层组成的电极复合材料。

5.根据权利要求4所述的电极材料，其特征在于：所述电极材料通过包含如下步骤的方法制备得到：将所述过渡后金属修饰的铜基催化剂分散到有机溶剂中，并加入Nafion D-521分散液作为粘结剂，再将所得分散液滴涂到气体扩散层上，即得；

优选的，所述有机溶剂选自下述至少一种：丙酮、乙醇、异丙醇、甲醇；

优选的，所述Nafion D-521分散液的质量分数为5-20wt％；

优选的，所述Nafion D-521分散液与所述催化剂的配比为5-100μL∶10mg；

优选的，所述气体扩散层为碳纤维纸、碳纤维编织布、无纺布、碳黑纸或PTFE膜；

优选的，所述催化剂用量可为0.1-100mg·cm^-2。

6.一种电化学催化体系，包括权利要求4或5所述的电极材料、反应电解液及反应装置。

7.根据权利要求6所述的电化学催化体系，其特征在于：所述反应电解液选自下述至少一种：KOH水溶液、KHCO₃水溶液、KCl水溶液、NaOH水溶液、NaHCO₃水溶液、NaCl水溶液；

所述反应电解液的浓度为0.1-10M；

所述反应装置为H型电解池、流动型电解池或膜电极电解池。

8.权利要求4或5所述的电极材料或权利要求6、7所述的电化学催化体系在电化学催化转化二氧化碳合成一氧化碳中的应用。