[发明专利]微生物电化学系统还原二氧化碳产乙酸的装置与方法

摘要

本发明提供了一种微生物电化学系统还原二氧化碳产乙酸的装置，它包括由隔膜分隔开的阳极室和阴极室，阳极室内设置有阳极，阴极室内设置有阴极，阳极和阴极在阳极室和阴极室外部通过电源串联形成回路，所述阴极将阴极室分隔为阴极液室和阴极气室，所述阴极为气体扩散电极。本发明还公开了利用上述装置还原二氧化碳产乙酸的方法。本发明的阴极结构为气体扩散电极，这样可以提高二氧化碳在电化学反应中的传质速率以及催化速率，从而使得生成的乙酸速率更快，对于二氧化碳固定转化有着重要的应用前景。

主权项

一种微生物电化学系统还原二氧化碳产乙酸的装置，它包括由隔膜分隔开的阳极室和阴极室，阳极室内设置有阳极，阴极室内设置有阴极，阳极和阴极在阳极室和阴极室外部通过电源串联形成回路，其特征在于，所述阴极将阴极室分隔为阴极液室和阴极气室，所述阴极为气体扩散电极；所述的阴极按如下步骤制备得到：(1)碳布浸渍在5wt％的聚四氟乙烯的水溶液中，350～380℃条件下处理2～4h，使碳布疏水化；(2)将炭黑、水、乙醇、聚四氟乙烯乳液按质量比0.2～2：3～5：10～15：5～10进行超声混合，得到的混合物涂敷到电极表面靠近阴极气室的一侧，并在350～380℃条件下处理0.5～1h，制备电极扩散层；(3)在步骤(2)得到的电极扩散层上再涂15～30wt％的聚四氟乙烯的水溶液作为防水层，并在350～380℃条件下处理0.5～1h；(4)将卟啉钴、水、乙醇和5wt％Nafion溶液按质量比为0.5～5：2～6：8～12：1～7进行超声混合后，将其涂敷到电极表面不含扩散层和防水层的另一侧，制备催化层；(5)将步骤(4)处理后的电极在60～80℃烘干，得到所述富含催化剂的阴极。