[0032]實施例2
[0033]—種二氧化碳電化學(xué)還原催化劑，由多級結(jié)構(gòu)珊瑚狀納米氧化亞錫組成，所述的多級結(jié)構(gòu)珊瑚根狀納米氧化亞錫的制備方法為水熱法，具體步驟為:取12mmol的尿素和2mmol的二氯化錫混合溶解在50mL去離子水中，形成均一的乳白色溶液，即為催化劑前驅(qū)體，將催化劑前驅(qū)體置于反應(yīng)釜中，所述的反應(yīng)釜為具有聚四氟乙烯內(nèi)膽、不銹鋼外套的SOmL水熱反應(yīng)釜，將反應(yīng)釜放入烘箱中100°C下進(jìn)行水熱反應(yīng)12小時，將所得固體用去離子水和無水乙醇洗滌數(shù)次至中性，離心分離，將所得固體于60°C烘箱干燥8小時后，得到多級結(jié)構(gòu)珊瑚狀納米氧化亞錫(SnO10-12)，作為二氧化碳電化學(xué)還原催化劑。
[0034]實施例3
[0035]—種二氧化碳電化學(xué)還原催化劑，由多級結(jié)構(gòu)珊瑚狀納米氧化亞錫組成，所述的多級結(jié)構(gòu)珊瑚根狀納米氧化亞錫的制備方法為水熱法，具體步驟為:取12mmol的尿素和2mmol的二氯化錫混合溶解在50mL去離子水中，形成均一的乳白色溶液，即為催化劑前驅(qū)體，將催化劑前驅(qū)體置于反應(yīng)釜中，所述的反應(yīng)釜為具有聚四氟乙烯內(nèi)膽、不銹鋼外套的SOmL水熱反應(yīng)釜，將反應(yīng)釜放入烘箱中120°C下進(jìn)行水熱反應(yīng)12小時，將所得固體用去離子水和無水乙醇洗滌數(shù)次至中性，離心分離，將所得固體于60°C烘箱干燥8小時后，得到多級結(jié)構(gòu)珊瑚狀納米氧化亞錫(Sn012Q-12)，作為二氧化碳電化學(xué)還原催化劑。
[0036]實施例4
[0037]—種二氧化碳電化學(xué)還原催化劑，由多級結(jié)構(gòu)珊瑚狀納米氧化亞錫組成，所述的多級結(jié)構(gòu)珊瑚狀納米氧化亞錫的制備方法為水熱法，具體步驟為:取12mmol的尿素和2mmol的二氯化錫混合溶解在50mL去離子水中，形成均一的乳白色溶液，即為催化劑前驅(qū)體，將催化劑前驅(qū)體置于反應(yīng)釜中，所述的反應(yīng)釜為具有聚四氟乙烯內(nèi)膽、不銹鋼外套的SOmL水熱反應(yīng)釜，將反應(yīng)釜放入烘箱中140°C下進(jìn)行水熱反應(yīng)12小時，，將所得固體用去離子水和無水乙醇洗滌數(shù)次至中性，離心分離，將所得固體于60°C烘箱干燥8小時后，得到多級結(jié)構(gòu)珊瑚狀納米氧化亞錫(SnOi40-12)，作為二氧化碳電化學(xué)還原催化劑。
[0038]實施例5
[0039]—種二氧化碳電化學(xué)還原催化劑，由多級結(jié)構(gòu)珊瑚狀納米氧化亞錫組成，所述的多級結(jié)構(gòu)珊瑚狀納米氧化亞錫的制備方法為水熱法，具體步驟為:取12mmol的尿素和2mmol的二氯化錫混合溶解在50mL去離子水中，形成均一的乳白色溶液，即為催化劑前驅(qū)體，將催化劑前驅(qū)體置于反應(yīng)釜中，所述的反應(yīng)釜為具有聚四氟乙烯內(nèi)膽、不銹鋼外套的SOmL水熱反應(yīng)釜，將反應(yīng)釜放入烘箱中100°C下進(jìn)行水熱反應(yīng)16小時，將所得固體用去離子水和無水乙醇洗滌數(shù)次至中性，離心分離，將所得固體于60°C烘箱干燥8小時后，得到多級結(jié)構(gòu)珊瑚狀納米氧化亞錫(Sn01Q()-16)，作為二氧化碳電化學(xué)還原催化劑。
[0040]實施例6
[0041]—種二氧化碳電化學(xué)還原催化劑，由多級結(jié)構(gòu)珊瑚根狀納米氧化亞錫組成，所述的多級結(jié)構(gòu)珊瑚根狀納米氧化亞錫的制備方法為水熱法，具體步驟為:取12mmol的尿素和2mmol的二氯化錫混合溶解在50mL去離子水中，形成均一的乳白色溶液，即為催化劑前驅(qū)體，將催化劑前驅(qū)體置于反應(yīng)釜中，所述的反應(yīng)釜為具有聚四氟乙烯內(nèi)膽、不銹鋼外套的SOmL水熱反應(yīng)釜，將反應(yīng)釜放入烘箱中100°C下進(jìn)行水熱反應(yīng)8小時，將所得固體用去離子水和無水乙醇洗滌數(shù)次至中性，離心分離，將所得固體于60°C烘箱干燥8小時后，得到多級結(jié)構(gòu)珊瑚根狀納米氧化亞錫(Sn01QQ-8)，作為二氧化碳電化學(xué)還原催化劑。
[0042]實施例7
[0043]一種二氧化碳電化學(xué)還原催化劑，由多級結(jié)構(gòu)珊瑚狀納米氧化亞錫組成，所述的多級結(jié)構(gòu)珊瑚狀納米氧化亞錫的制備方法為水熱法，具體步驟為:取12mmol的尿素和2mmol的二氯化錫混合溶解在50mL去離子水中，形成均一的乳白色溶液，即為催化劑前驅(qū)體，將催化劑前驅(qū)體置于反應(yīng)釜中，所述的反應(yīng)釜為具有聚四氟乙烯內(nèi)膽、不銹鋼外套的SOmL水熱反應(yīng)釜，將反應(yīng)釜放入烘箱中100°C下進(jìn)行水熱反應(yīng)4小時，將所得固體用去離子水和無水乙醇洗滌數(shù)次至中性，離心分離，將所得固體于60°C烘箱干燥8小時后，得到多級結(jié)構(gòu)珊瑚狀納米氧化亞錫(Sn01QQ-4)，作為二氧化碳電化學(xué)還原催化劑。
[0044]實施例8
[0045]分別將實施例1-7中的二氧化碳電化學(xué)還原催化劑15mg分散到ImL濃度為100%的異丙醇溶液中，攪拌，加入10mg 5wt %Naf 1n溶液(上海河森電氣有限公司)中并攪拌得到混合溶液，將此混合溶液涂覆到尺寸為2cm X 2cm的氣體擴(kuò)散電極本體(碳紙)上，放入烘箱中60°C烘干3h，得到負(fù)載有二氧化碳電化學(xué)還原催化劑的氣體擴(kuò)散電極，負(fù)載量為3mg/
Cm20
[0046]電化學(xué)性能測試在電化學(xué)工作站測試系統(tǒng)上進(jìn)行，以催化劑負(fù)載在氣體擴(kuò)散電極(GDE)為工作電極，飽和甘汞電極為參比電極，鉑絲電極為輔助電極構(gòu)成三電極體系。電解液為0.5M KHCO3溶液。電化學(xué)工作儀(CHI660E)購自上海辰華公司。
[0047]室溫下的循環(huán)伏安掃描曲線如圖1、圖2所示。圖1中所示分別為實施例1、實施例2、實施例3、實施例4中的二氧化碳電化學(xué)還原催化劑。圖1說明在4種催化劑中，實施例3、4的催化活性最好，并且具有較大的還原電流密度，即分別為SnO12Q-Mf化劑、SnOmHf化劑。圖2中所示分別為實施例2、實施例5、實施例6、實施例7中的二氧化碳電化學(xué)還原催化劑。圖2說明在4種催化劑中，實施例6、7的催化活性最好，并且具有較大的還原電流密度，即分別為Sn01Q()-12催化劑、Sn01Q()-8催化劑。圖3為實施例6的多級結(jié)構(gòu)珊瑚狀納米氧化亞錫的場發(fā)射掃描電鏡圖FESEM。圖4為實例1-4催化劑在-1.5V電位下電解I小時的產(chǎn)甲酸法拉第效率。從圖中可以看出Sn01Q()-12催化劑的甲酸法拉第效率最大，為72.6 %。
【主權(quán)項】
1.一種二氧化碳電化學(xué)還原催化劑，其特征在于，包括珊瑚狀納米氧化亞錫，所述的珊瑚狀納米氧化亞錫的制備方法包括:將尿素和二氯化錫溶于去離子水中，得到催化劑前驅(qū)體，將催化劑前驅(qū)體置于反應(yīng)釜中，進(jìn)行水熱反應(yīng)，離心分離，將所得固體洗滌并離心分離，干燥得到珊瑚狀納米氧化亞錫。2.如權(quán)利要求1所述的二氧化碳電化學(xué)還原催化劑，其特征在于，所述的珊瑚狀納米氧化亞錫具有多級結(jié)構(gòu)。3.如權(quán)利要求1所述的二氧化碳電化學(xué)還原催化劑，其特征在于，所述的尿素和二氯化錫的摩爾比例為1:1?1:12。4.如權(quán)利要求1所述的二氧化碳電化學(xué)還原催化劑，其特征在于，所述的尿素和去離子水的用量比為I?3mmol:30?70mLo5.如權(quán)利要求1所述的二氧化碳電化學(xué)還原催化劑，其特征在于，所述的水熱反應(yīng)的反應(yīng)溫度為85-140°C，反應(yīng)時間為4-16小時。6.如權(quán)利要求1所述的二氧化碳電化學(xué)還原催化劑，其特征在于，所述的洗滌為采用去離子水和無水乙醇洗滌數(shù)次至中性。7.如權(quán)利要求1所述的二氧化碳電化學(xué)還原催化劑，其特征在于，所述的水熱反應(yīng)在反應(yīng)釜中進(jìn)行，反應(yīng)釜為具有聚四氟乙烯內(nèi)膽、不銹鋼外套的50?10mL水熱反應(yīng)釜。8.—種負(fù)載有二氧化碳電化學(xué)還原催化劑的氣體擴(kuò)散電極，包括氣體擴(kuò)散電極本體，其特征在于，所述的氣體擴(kuò)散電極本體上負(fù)載有權(quán)利要求1-7中任一項所述的二氧化碳電化學(xué)還原催化劑。9.權(quán)利要求8所述的負(fù)載有二氧化碳電化學(xué)還原催化劑的氣體擴(kuò)散電極的制備方法，其特征在于，具體步驟包括:將二氧化碳電化學(xué)還原催化劑分散到異丙醇溶液中，攪拌，加入Naf 1n溶液中并攪拌得到混合溶液，將此混合溶液涂覆到氣體擴(kuò)散電極本體上，放入烘箱中烘干，得到負(fù)載有二氧化碳電化學(xué)還原催化劑的氣體擴(kuò)散電極。10.如權(quán)利要求9所述的負(fù)載有二氧化碳電化學(xué)還原催化劑的氣體擴(kuò)散電極的制備方法，其特征在于，所述的二氧化碳電化學(xué)還原催化劑與Naf1n溶液的干物質(zhì)重量比為1:1?5:1。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種二氧化碳電化學(xué)還原催化劑，其特征在于，包括珊瑚狀納米氧化亞錫，所述的珊瑚狀納米氧化亞錫的制備方法包括：將尿素和二氯化錫溶于去離子水中，得到催化劑前驅(qū)體，將催化劑前驅(qū)體置于反應(yīng)釜中，進(jìn)行水熱反應(yīng)，離心分離，將所得固體洗滌并離心分離，干燥得到珊瑚狀納米氧化亞錫。本發(fā)明的氧化亞錫催化劑呈特殊的根狀珊瑚堆積形貌，具有鮮明的(101)和(002)晶面，對二氧化碳還原兼具高的電催化活性和選擇性，特別是能顯著提高對二氧化碳利用的能量效率。此外，本發(fā)明的催化劑制備方法操作簡單、綠色、產(chǎn)率高，應(yīng)用前景廣闊。
【IPC分類】H01M4/88, H01M4/90
【公開號】CN105680061
【申請?zhí)枴緾N201610104675
【發(fā)明人】喬錦麗, 李亞楠, 張霞, 付奕舒
【申請人】東華大學(xué)
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年2月25日