[發明專利]一種二氧化碳電化學還原制備合成氣的方法

有效

• 申請號: 201910593296.5
• 申請日: 2019-07-03
• 公開（公告）號: CN112176360B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 毛松柏;傅杰;李海濤;黎梓浩;汪東;呂秀陽;陳曦;郭本帥
• 申請（專利權）人: 中石化南京化工研究院有限公司;中國石油化工股份有限公司;浙江大學
• 主分類號: C25B1/23
• 分類號: C25B1/23;C25B1/02;C25B11/032;C25B11/052;C25B11/054;C25B11/065;C25B11/091
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 崔立青

1.一種二氧化碳電化學還原制備合成氣的方法，其特征在于，包括：采用H型雙電化學池反應器，H型雙電化學池反應器中間以質子交換膜隔離為陰極室和陽極室，H型雙電化學池反應器密封；反應前陰極室通入二氧化碳氣體；采用三電極體系，以氣體擴散電極為工作電極，鉑電極為輔助電極，銀/氯化銀電極為參比電極，工作電極與輔助電極相對，參比電極靠近工作電極；加入電解液，工作電極所在的陰極室進行磁力攪拌，施加工作電壓，反應室溫下進行；

所述氣體擴散電極包括氣體擴散電極本體，以及負載在氣體擴散電極本體上的二氧化碳電化學還原催化劑；所述二氧化碳電化學還原催化劑為石墨相氮化碳擔載金基雙金屬，所述金基雙金屬由鎳、銀、鐵、鈷、銅、鋅、銦中的一種和金兩種金屬構成；

所述二氧化碳電化學還原催化劑的制備具體包括：

以硼氫化鈉為還原劑、檸檬酸三鈉為穩定劑、四水合氯金酸為金的前驅體，分別以四水合醋酸鎳、硝酸銀、醋酸亞鐵、乙酰丙酮鈷、乙酰丙酮銅、二水合乙酸鋅、氯化銦為第二種金屬元素鎳、銀、鐵、鈷、銅、鋅、銦的前驅體，以石墨相氮化碳為載體，采用液相還原法，得到石墨相氮化碳擔載的金基雙金屬催化劑；

所述氣體擴散電極的制備具體包括：

1)將二氧化碳電化學還原催化劑分散到異丙醇和去離子水的混合液中，并加入Nafion溶液，得到混合溶液；

2)將混合溶液涂覆到氣體擴散電極本體上，烘干后得到負載有二氧化碳電化學還原催化劑的氣體擴散電極。

2.根據權利要求1所述的二氧化碳電化學還原制備合成氣的方法，其特征在于，所述二氧化碳電化學還原催化劑的負載量為0.5～10mg/cm²。

3.根據權利要求1所述的二氧化碳電化學還原制備合成氣的方法，其特征在于，所述硼氫化鈉溶液的濃度為0.01％～1％。

4.根據權利要求1所述的二氧化碳電化學還原制備合成氣的方法，其特征在于，所述檸檬酸三鈉溶液的濃度為0.1％～10％。

5.根據權利要求1所述的二氧化碳電化學還原制備合成氣的方法，其特征在于，所述金屬前驅體溶液的濃度為0.01％～10％。

6.根據權利要求1所述的二氧化碳電化學還原制備合成氣的方法，其特征在于，所述氣體擴散電極本體選自碳紙、碳布或碳氈。

7.根據權利要求1所述的二氧化碳電化學還原制備合成氣的方法，其特征在于，所述二氧化碳電化學還原催化劑在異丙醇和去離子水的混合液中的濃度為1～100g/L。

8.根據權利要求1所述的二氧化碳電化學還原制備合成氣的方法，其特征在于，所述異丙醇和去離子水的體積比例為1:10～10:1。

9.根據權利要求1所述的二氧化碳電化學還原制備合成氣的方法，其特征在于，所述Nafion溶液與混合液的體積比例為1:1000～1:100。