[发明专利]二氧化锡多级结构纳米球二氧化碳电化学还原催化剂、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种二氧化锡多级结构纳米球二氧化碳电化学还原催化剂，其特征在于，包括二氧化锡多级结构纳米球，所述二氧化锡多级结构纳米球由水热反应合成，其合成原料包括四氯化锡、葡萄糖和乙醇/去离子水的混合溶液；其中，乙醇与去离子水的体积比为5∶30～30∶5。

2.如权利要求1所述的二氧化锡多级结构纳米球二氧化碳电化学还原催化剂，其特征在于，所述混合溶液中四氯化锡的浓度为2-5mM，葡萄糖的浓度为8-12mM。

3.一种权利要求2所述的二氧化锡多级结构纳米球二氧化碳电化学还原催化剂的制备方法，其特征在于，具体步骤为：将葡萄糖和四氯化锡分别溶于溶剂中配制成10mM的葡萄糖和4mM的四氯化锡，将上述两种溶液充分混合，溶解在体积比为5∶30～30∶5乙醇/去离子水的混合溶液中，得到催化剂前驱体；将催化剂前驱体置于反应釜中进行水热反应，控制反应温度190℃，反应时间24h；离心后，用乙醇和去离子水分别洗涤、干燥，在马弗炉中灼烧4-5h得到二氧化锡多级结构纳米球二氧化碳电化学还原催化剂。

4.如权利要求3所述的二氧化锡多级结构纳米球二氧化碳电化学还原催化剂的制备方法，其特征在于，所述溶剂为去离子水或乙醇。

5.如权利要求3所述的二氧化锡多级结构纳米球二氧化碳电化学还原催化剂，其特征在于，所述反应釜为具有聚四氟乙烯内胆、不锈钢外套的50～100mL水热反应釜。

6.一种负载有二氧化锡多级结构纳米球二氧化碳电化学还原催化剂的气体扩散电极，其特征在于，所述气体扩散电极上负载有权利要求1所述的二氧化锡多级结构纳米球二氧化碳电化学还原催化剂。

7.如权利要求6所述的负载有二氧化锡多级结构纳米球二氧化碳电化学还原催化剂的气体扩散电极，其特征在于，所气体扩散电极上负载二氧化锡多级结构纳米球二氧化碳电化学还原催化剂的负载量为1-10mg/cm²。

8.如权利要求6所述的负载有二氧化锡多级结构纳米球二氧化碳电化学还原催化剂的气体扩散电极，其特征在于，所述气体扩散电极的尺寸为1cm×1cm～3cm×3cm，所负载的二氧化锡多级结构纳米球二氧化碳电化学还原催化剂的载量为10-15mg。

9.如权利要求6所述的负载有二氧化锡多级结构纳米球二氧化碳电化学还原催化剂的气体扩散电极，其特征在于，所述气体扩散电极为碳纸、碳毡、碳布、活性炭、介孔碳、碳纳米管、碳纳米笼、碳纳米纤维或石墨烯基碳材料。

10.一种权利要求6-9中任意一项所述的负载有二氧化锡多级结构纳米球二氧化碳电化学还原催化剂的气体扩散电极的制备方法，其特征在于，具体步骤为：将二氧化锡多级结构纳米球二氧化碳电化学还原催化剂分散到异丙醇溶液中，搅拌后得到催化剂的墨水溶液；在所述的催化剂墨水溶液中加入Nafion溶液或PTFE溶液或两者溶液的复合并搅拌，将此混合溶液涂覆到上述气体扩散电极上，或将二氧化锡多级结构纳米球催化剂与上述碳材料调制墨水，涂覆到上述气体扩散电极上，放入烘箱中烘干，得到负载有二氧化锡多级结构纳米球二氧化碳电化学还原催化剂的气体扩散电极。

11.如权利要求10所述的负载有二氧化锡多级结构纳米球二氧化碳电化学还原催化剂的气体扩散电极的制备方法，其特征在于，所述二氧化锡多级结构纳米球与Nafion溶液或PTFE中的干物质的重量比为1∶3-3∶1；所述Nafion溶液的质量浓度为1-5wt％，所述PTFE的质量浓度为3-30wt％。