[發(fā)明專利]一種CO2

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710940718.2
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN109652820B
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱艷玲;張華民;張?zhí)姨?/a>;徐文斌;李先鋒;蘇盼盼
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號: C25B11/077
• 分類號: C25B11/077;C25B11/061;C25B3/07;C25B3/26;C23C18/12
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種CO₂電化學(xué)還原用電極的制備方法，其特征在于：具體步驟如下：

1）對金屬基底進(jìn)行去除雜質(zhì)的處理；

2）將步驟1）處理后的金屬基底浸泡在含有表面活性劑作為添加劑的可溶性鹽溶液中進(jìn)行水熱反應(yīng)，取出降至室溫，水洗，吹干，得到表面具有致密氧化層的金屬電極；

3）將步驟2）得到的表面具有致密氧化層的金屬電極進(jìn)行電化學(xué)還原處理，獲得對HCOOH具有高催化選擇性的金屬電極；

其中，步驟3）中所述的對表面具有致密氧化層的金屬電極進(jìn)行電化學(xué)處理的條件為電解液為N₂飽和的濃度為0.05-0.5M的碳酸氫鈉和/或碳酸氫鉀的水溶液；

處理電流密度為-0.5~-10mA cm^-2；電化學(xué)處理的時間為20min~180min；

所述的金屬基底為Cu、Zn、Sn、Bi、In中的一種，金屬質(zhì)量含量不低于99wt%；

所述步驟2）的可溶性鹽溶液為鹵化物、硫酸鹽、硝酸鹽、乙酸鹽中的一種；可溶性鹽溶液中的金屬離子與基底中的金屬離子相同；可溶性鹽溶液中的金屬離子的濃度為0.1-10mM；

所述的添加劑為可溶于水的陽離子表面活性劑或非離子表面活性劑中的一種或二種以上；所述的添加劑在可溶性鹽溶液中的濃度為0.2-10mM；

陽離子表面活性劑為含有季氨基團(tuán)的化合物，非離子表面活性劑為聚乙二醇型表面活性劑；步驟2）所述的水熱反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度控制在120℃~190℃；反應(yīng)時間為3h~30h。

2.按照權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：

所述的金屬基底的形狀為片狀；

所述步驟1）去除雜質(zhì)的處理，包括化學(xué)處理或電化學(xué)處理；其中，化學(xué)處理為在質(zhì)量濃度為1%~38%的鹽酸溶液中浸泡，浸泡時間為5-60min，清洗干凈后用惰性氣體吹干；電化學(xué)處理是以質(zhì)量濃度為50%~87%的磷酸溶液為處理液，處理電位比所處理金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電位高0.2~3.0V，處理時間為5min~30min，處理溫度為室溫。

3.按照權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：

所述步驟1）處理電位比所處理金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電位高0.5-2V。

4.按照權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟2）中，可溶性鹽溶液中的金屬離子的濃度為0.5-3mM；

所述的添加劑在可溶性鹽溶液中的濃度為0.5mM~5mM。

5.按照權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：

含有季氨基團(tuán)的化合物為二十二烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十六烷基溴化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基溴化氨、四甲基溴化銨、三甲基氯化銨中的一種；聚乙二醇型表面活性劑為月桂醇、油醇、曲拉通Triton-100中的一種。

6.按照權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟2）所述的水熱反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度控制在150℃~180℃；反應(yīng)時間為10h~18h。

7.按照權(quán)利要求1述的制備方法，其特征在于：

步驟3）中處理電流密度為-1~-5mA cm^-2；電化學(xué)處理的時間為30min~60min。

8.按照權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：其中碳酸氫鈉或碳酸氫鉀的質(zhì)量純度不低于99%。

9.按照權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：其中，金屬電極表面氧化層的厚度為5~100μm，氧化層中的氧化物粒子直徑為30nm~500nm。

10.一種權(quán)利要求1-9任一所述制備方法制備的電極。