一种二氧化碳电化学还原ZnSn电极的制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种二氧化碳电化学还原ZnSn电极的制备和应用，由基底层、纳米结构ZnSn电沉积层及其表面形成的还原层三层组成；所述的电极制备方法：将炭毡、炭纸再空气中进行处理，然后在乙醇、丙酮中进行除油、清洗后作为基底层；将ZnCl

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳电化学还原ZnSn电极的制备和应用
本专利技术属于二氧化碳电化学还原ZnSn电极的制备和应用
，尤其涉及一种二氧化碳电化学还原ZnSn电极的制备和应用。
技术介绍
随着我国经济与社会的高速发展，人类对能源的需求持续增加，CO2气体的排放量也日益增长。电化学还原CO2(ERC)技术是利用电能将CO2还原为化学品，实现CO2资源化利用的一种技术，与其他CO2转化技术相比，ERC技术的最大优势在于可以利用水作为反应的氢源，常温常压即可实现CO2的高效转化，因此不需要制氢及加温、加压所需要额外消耗的能量，设备投资少。因而，它具有潜在的经济效益和环境效益，引起了人们广泛关注。经过多年的研究，在ERC技术研究上取得了长足进展，但ERC反应过电位高、转化效率较低、产物选择性较差等瓶颈问题，限制了其实用化进程。电极是ERC的关键部件之一，其性能直接影响到ERC反应的转化效率和选择性。不同结构、组成的电极表面ERC转化效率、选择性是不同的。采用气体扩散电极与原有金属电极相比并无太大变化，但气体扩散电极的多孔效应加强了CO2的扩散传递、增本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化碳电化学还原ZnSn电极的制备和应用，其特征在于，由基底层、纳米结构ZnSn电沉积层及其表面形成的还原层三层组成，所述基底层厚度为100～500μm，纳米结构ZnSn电沉积层的厚度为50nm～20μm，沉积层Zn:Sn:O的摩尔比为4:6:0.001～5:95:10；所述还原层的厚度约为5～400nm，还原层表面孔隙率为20％-50％，Zn与Sn及O摩尔比为4:6:0.0001～5:95:1.0。所述二氧化碳电化学还原ZnSn电极的制备步骤为：/nS1：将炭毡、炭纸在200～600℃温度条件下并在空气中进行处理，然后在乙醇、丙酮中进行除油处理，除油处理完后进行清洗，清洗后作为基底...

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳电化学还原ZnSn电极的制备和应用，其特征在于，由基底层、纳米结构ZnSn电沉积层及其表面形成的还原层三层组成，所述基底层厚度为100～500μm，纳米结构ZnSn电沉积层的厚度为50nm～20μm，沉积层Zn:Sn:O的摩尔比为4:6:0.001～5:95:10；所述还原层的厚度约为5～400nm，还原层表面孔隙率为20％-50％，Zn与Sn及O摩尔比为4:6:0.0001～5:95:1.0。所述二氧化碳电化学还原ZnSn电极的制备步骤为：
S1：将炭毡、炭纸在200～600℃温度条件下并在空气中进行处理，然后在乙醇、丙酮中进行除油处理，除油处理完后进行清洗，清洗后作为基底层；
S2：将ZnCl2水溶液、SnCl2水溶液及酸溶液进行混合，并将一定量的表面活性剂加入到上述混合液中，用磁力搅拌2h后制备得到电解液；
S3：将制得的电解液，在N2保护气氛中，以恒电流密度或者恒电位电沉积于基底层上，电沉积完成后用超纯水清洗，并在惰性气氛保护下进行干燥处理；
S4：将带有ZnSn电沉积层的电极置于内有聚四氟乙烯套的反应釜中，加入一定的反应液，在160～200℃温度下反应6～24h后自然降温至室温,其中反应液体积占反应釜容积的20～60％；
S5：再将带有ZnSn电沉积层的电极进行洗涤、干燥，再进行热处理，将热处理后的电极置于CO2饱和电解液中，利用恒电位进行还原反应20～10000s。


2.根据权利要求2所述的一种二氧化碳电化学还原ZnSn电极的制备和应用，其特征在于，所述ZnCl2水溶液的浓度为0.01～0.2mol/L，优选浓度为0.05～0.1mol/L；所述SnCl2水溶液的浓度为0.02～0.25mol/L，优选浓度为0.05～0.2mol/L；所述Zn与Sn摩尔比为4:6～5:95，优选比例为1:15～4:7；所述酸溶液为HCl、草酸的水溶液中的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟和香，潘立卫，张晶，
申请(专利权)人：大连大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21