[发明专利]一种二氧化碳电化学还原用电极、制备方法及其应用

摘要

本发明公开了一种二氧化碳电化学还原用电极及其制备和应用，包括基底层、及基底层上附着的Sn催化剂纳米层，电极中Sn催化剂的担载量为1mg/cm^‑2‑6mg/cm^‑2，电极中的Sn由1nm‑500nm的纳米线、纳米棒、纳米纤维中的一种或二种以上组成。本发明通过在基底上原位生长具有丰富边缘活性位的Sn纳米棒，显著提高了电极的比表面积和活性面积，提高了电极对二氧化碳的电化学还原为甲酸的法拉第效率。

主权项

1.一种二氧化碳电化学还原用电极，其特征在于：包括基底层、及基底层上附着的Sn催化剂纳米层，电极中Sn催化剂的担载量为1 mg/cm²‑6 mg/cm²，电极中的Sn由1nm‑500nm 的纳米线、纳米棒、纳米纤维中的一种或二种以上组成；所述一种二氧化碳电化学还原用电极制备方法为：1）将炭毡、炭纸或炭板在200～600^oC在空气中进行处理6‑24小时，然后在乙醇或丙酮中进行除油处理清洗后作为基底；2）将浓度为0.01 M‑0.5 M SnSO₄溶液，与0.05 M‑3 M H₂SO₄和0.01 M～1.0 M的添加剂，以Sn与添加剂摩尔比为50：1～1：30及SnSO₄与H₂SO₄的摩尔比为1:1～1：50混合均匀得到混合物溶液作为电解质溶液；3）在电解质溶液中，在惰性气氛保护下进行恒电流密度或者恒电位于基底上沉积Sn 10s～5000s；4）带沉积Sn层的基底在0.05‑0.8 M后处理电解液中于‑0.8 V～‑1.2 V还原30 s‑900 s ；5）洗涤、 干燥后制备得到带有Sn纳米棒催化剂的电极；所述添加剂为辛基苯基聚氧乙烯醚（trixton‑100）、吐温20(TWEEN‑20)、吐温21(TWEEN‑21)、吐温40(TWEEN‑40)、吐温60(TWEEN‑60)、吐温61(TWEEN‑61)、吐温80(TWEEN‑80)、吐温81(TWEEN‑81)、吐温85(TWEEN‑85) 、司盘、明胶、聚乙二醇、聚乙二醇烷基醇醚、聚乙二醇丙二醇镶嵌共聚物、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或二种以上。