汞齐电极，其制备方法及用其电化学还原二氧化碳的方法技术

本发明专利技术涉及制备汞齐电极的方法，通过所述方法制备的汞齐电极以及使用所述汞齐电极进行二氧化碳的电化学还原的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】汞齐电极，其制备方法及用其电化学还原二氧化碳的方法
本专利技术涉及制备汞齐电极的方法，通过所述方法制备的汞齐电极以及使用所述汞齐电极进行二氧化碳的电化学还原的方法。
技术介绍
汞齐是汞和另一种金属的合金。这种汞齐具有汞的电极活性并能够形成固相。因此，已经进行利用汞齐作为电极材料的研究。通常，在许多情况下已经利用银汞齐。近来，已报道将牙科用汞齐应用到二氧化碳的电化学还原中的情况。在所有这些情况下，当制备汞齐电极时，使用采用混汞器将金属粉末与汞高速混成浆状(dough)然后在具有预定形状的模具中放置并固化所述浆状的方法(汞齐化反应)。特别地，通过将汞与汞齐粉末混合来制备牙科用汞齐，并且根据铜(Cu)的含量将汞齐粉末分类为低铜汞齐和高铜汞齐。例如，由Nordiska公司生产的汞齐粉末ANA2000分别含有43.1wt％(重量百分比)、30.8wt％和26.1wt％的量的Ag、Sn和Cu。通过将55wt％的汞齐粉末和45wt％的液态汞混合均匀来制备牙科用汞齐。在这种情况下，最终组合物含有Hg(45wt％)、Ag(24wt％)、Sn(17wt％)和Cu(14wt％)。如上所述通过混合后固化来制备汞齐电极的方法(参见韩国授权专利No.1324742)有如下问题：其不能应用于通过在具有各种形状的电极的表面(例如多孔电极的表面)形成汞齐来制备电极。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题本公开涉及制备汞齐电极的方法，通过所述方法制备的汞齐电极以及使用所述汞齐电极进行二氧化碳的电化学还原的方法。然而，本公开要解决的问题不限于上述问题。虽然在这里未描述，但本领域技术人员能够从以下描述中清楚地理解本公开要解决的其他问题。解决问题的技术方案根据本公开的第一方面，提供制备汞齐电极的方法，包括：在衬底电极的表面上电镀汞(Hg)和选自由Ag、Sn、Cu、Zn、Pb、Sb以及其组合组成的组中的金属。根据本公开的第二方面，提供根据本专利技术的第一方面制备的汞齐电极。根据本公开的第三方面，提供使用根据本专利技术的第二方面的汞齐电极进行二氧化碳的电化学还原的方法。有益效果根据本专利技术，仅改性其表面的电极能够通过在各种衬底电极的表面上形成具有可忽略的汞毒性的安全的牙科用汞齐来制备。特别地，在应用到多孔结构的情况下，能够制备具有更大表面面积的汞齐电极。具有这样特征的汞齐电极能够高效地应用于二氧化碳的电化学转化、氢的电化学生成等等。附图说明图1a和图1b是图示了根据本公开实施例的制备汞齐电极的方法的示意图；图2是示出在使用根据本公开的实施例的汞齐电极进行二氧化碳的电化学还原的期间还原电极的电压取决于恒定电流的图；图3是示出在使用根据本公开的实施例的汞齐电极进行二氧化碳的电化学还原的期间还原电极的效率(％)取决于恒定电流的图；图4a和图4b是示出根据本公开实施例的汞齐电极的表面的光学显微图像；图5是示出根据本公开实施例的汞齐电极的X射线衍射(XRD)分析结果的图；图6是根据本公开实施例在形成汞齐之前在衬底电极的表面上的金属层的X射线衍射(XRD)分析结果的图；图7是示出根据本公开实施例的汞齐电极的X射线衍射(XRD)分析结果的图；图8是示出在使用根据本专利技术实施例的汞齐电极的氢生成反应期间电流密度取决于恒定电压的图。具体实施方式在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施方式，使得本领域技术人员可以容易实施本公开。然而，需要指出的是，本公开不限于所述实施方式而是可通过各种其他方式实施。在附图中，为简单解释起见，省略与说明书无关的部分，并且在整个文件中的相同的附图标记表示相同的部分。在本公开的整个文件中，用于指定一个元件连接或耦合至另一元件的术语“连接至”或“耦合至”不仅包括元件“直接连接或耦合至”另一个元件的情况，还包括借助于又一元件，元件“以电子方式连接或耦合至”另一个元件的情况。在本公开的整个文件中，用于指定一个元件相对于另一元件的位置的术语“在…上”不仅包括某个部件临近于另一部件的情况，还包括任意其他元件位于这两个元件之间的情况。另外，在本公开的整个文件中，除了文中另外规定，在文件中使用的术语“包括”意指除了所述的部件，步骤，操作和/或元件，不排除一个或多个其他部件，步骤，操作和/或元件的存在或添加。在本公开的整个文件中，术语“大约或近似”或“基本上”意在具有在指定允许误差下接近于数值或范围的含义，并意在防止用于理解本公开而公开的精确的或绝对的数值被任何不合理的第三方非法地或不正当地使用。在本公开的整个文件中，术语“…的步骤”并不意指“用于…的步骤”。在本公开的整个文件中，包括在马库什(Markush)类型描述中的术语“…的组合”意指选自在马库什类型中描述的部件，步骤，操作和/或元件的组中的一个或多个部件，步骤，操作和/或元件的混合物或组合，且因此意指包括选自马库什组中的一个或多个部件，步骤，操作和/或元件的公开。在本公开的整个文件中，“A和/或B”形式的措辞意指“A或B，或A和B”。在下文中，将详细描述本公开的实施方式。然而，本公开可以不限于以下实施方式。根据本公开的第一方面，提供制备汞齐电极的方法，包括：在衬底电极的表面上电镀汞(Hg)和选自由Ag、Sn、Cu、Zn、Pb、Sb以及其组合组成的组中的金属。根据本公开的汞齐可以包括牙科用汞齐，但可以不限于此。牙科用汞齐供应具有可忽略的汞毒性的安全的汞齐，并可以含有Ag2Hg3作为主要成分，但可以不限于此。在本公开的实施方式中，衬底电极可以包括多孔衬底、板状衬底、或杆状衬底，但可以不限于此。例如，多孔衬底可以包括颗粒聚集体、表面处理的多孔电极、网孔状金属电极，但可以不限于此。在本公开的实施方式中，衬底电极可以包含选自由铜、锡、镍、碳、玻璃碳、银、金以及其组合组成的组中的材料，但可以不限于此。在本公开的实施方式中，电镀可以包括将衬底电极浸入含有汞或金属的溶液中，然后进行所述汞或金属的电化学还原以在衬底电极的表面上形成汞层或金属层，但可以不限于此。根据本公开的含有汞或金属的溶液可以含有汞离子或金属离子，但可以不限于此。所述汞离子或金属离子可以由汞或金属的盐供应。所述盐可以包括汞或金属的卤化物、硝酸盐、硫酸盐、氨基磺酸盐、烷基磺酸盐、烷醇磺酸盐、氰化物、醋酸盐或柠檬酸盐，但可以不限于此。例如，含有汞或金属的溶液可以包含汞或金属的盐，诸如Hg(NO3)2、SnSO4或Ag2SO4，但不限于此。在根据本公开的含有汞或金属的溶液中，所述汞或金属的浓度可以是大约30mM或更小，但可以不限于此。例如，在含有汞或金属的溶液中，汞或金属的浓度可以是大约2mM或更小、大约5mM或更小、大约10mM或更小、大约15mM或更小、大约20mM或更小、大约25mM或更小或大约30mM或更小，但可以不限于此。根据本公开的溶液可以包含电解质，并且所述电解质并无特别限制。例如，所述电解质可以包括KCN、SC(NH2)2或H2SO4，但可以不限于此。在根据本公开的溶液中，电解质的浓度可以是大约10M或更小，但可以不限于此。例如，在所述溶液中电解质的浓度可以是大约0.1M或更小、大约0.2M或更小、大约1M或更小、大约2M或更小、大约5M或更小或大约10M或更小，但可以不限于此。在根据本公开的电镀中的电化学还原可以通过各种方法诸如施加恒定电压或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备汞齐电极的方法，包括：在衬底电极的表面上电镀汞(Hg)和选自由银(Ag)、锡(Sn)、铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、锑(Sb)及其组合组成的组中的金属。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.20 KR 10-2013-01416041.一种制备多孔汞齐电极的方法，包括：在多孔衬底电极的表面上形成通过电镀汞(Hg)而形成的汞层和通过电镀选自由银(Ag)、锡(Sn)、铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、锑(Sb)及其组合组成的组中的金属而形成的金属层并进行所述汞层和所述金属层的汞齐化。2.根据权利要求1所述的制备多孔汞齐电极的方法，其中，所述多孔衬底电极含有选自由铜、锡、镍、碳、玻璃碳、银、金及其组合组成的组中的材料。3.根据权利要求1所述的制备多孔汞齐电极的方法，其中，所述电镀包括将所述多孔衬底电极浸入含有所述汞或所述金属的溶液中，然后进行所述汞或所述金属的电化学还原。4.根据权利要求1所述的制备多孔汞齐电极的方法，包括：通过所述电镀在所述多孔衬底电极的所述表面上形成汞层；通过所述电镀在所述汞层上形成含有选自由Ag、Sn、Cu、Zn、Pb、Sb及其组合组成的组中的金属的金属层；和进行所述汞层和所述金属层的汞齐化，其中，将该过程进行一次或多次。5.根据权利要求1所述的制备多孔汞齐电极的方法，包括：通过所述电镀在所述多孔衬底电极的表面上形成含有选自由Ag、Sn、Cu、Z...

【专利技术属性】
技术研发人员：申运燮，朴美贞，
申请(专利权)人：西江大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国;KR