[发明专利]用于电催化还原CO2

权利要求书

1.一种用于电催化还原二氧化碳制甲酸的催化剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1）将ZnCl₂、SnCl₄·5H₂O按照摩尔比1:1的比例混合于去离子水中标记为溶液A，另取NaOH充分溶解于去离子水中标记为溶液B，在磁力搅拌下将B溶液逐滴滴加入A中；搅拌过程中会有白色沉淀形成，得到微米级立方块状ZnSn(OH)₆前驱体，其中A溶液中ZnCl₂和SnCl₄·5H₂O的浓度分别为10 mmol/L至40 mmol/L，溶液B中NaOH的浓度为200 mmol/L至450mmol/L，ZnCl₂和SnCl₄·5H₂O的总摩尔量与NaOH的摩尔量之比为1:6至1:10；

步骤2）将步骤1）中合成ZnSn(OH)₆前驱体的原溶液转移并封装于内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，并置于烘箱中进行水热反应，反应温度为180至240 ℃，反应时间为10至30 h，反应结束后离心分离，得到样品ZnSn(OH)₆中间体；

步骤3）将乙二胺四乙酸、硫代乙酰胺依次加入去离子水中，室温搅拌0.5~1 h使其充分混匀后再加入步骤2）中制备的ZnSn(OH)₆中间体进行超声分散，随后转移至聚四氟乙烯内衬中，装入不锈钢反应釜，进行水热反应，反应结束后静置，然后进行离心、洗涤、干燥得到黄色的SnS₂粉末样品，其中ZnSn(OH)₆、乙二胺四乙酸和硫代乙酰胺摩尔比例为0.1-0.3 :0.6-1.0 : 1.5-2.1；基于1摩尔的ZnSn(OH)₆，去离子水体积为80-160 L；水热反应温度为100-180 ℃，反应时间为3-10 h；

步骤4）将步骤3）中得到的SnS₂粉末样品分散于含有In(NO₃)₃·4.5H₂O的乙醇溶液中，并在40-80 ℃水浴锅中磁力搅拌18-36 h，最后得到表层铟掺杂和部分氧化了的样品，记为In³⁺-O-超薄-SnS₂，其中SnS₂粉末样品和In(NO₃)₃·4.5H₂O质量比为1:1至1:8，In(NO₃)₃·4.5H₂O/乙醇溶液浓度为8至15 mmol L^-1。

2. 根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤1）中所述的A溶液中ZnCl₂和SnCl₄·5H₂O的浓度分别为25 mmol/L，溶液B中NaOH的浓度为375 mmol/L，ZnCl₂和SnCl₄·5H₂O的总摩尔量与NaOH的摩尔量之比为1:7.5。

3. 根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤2）所述水热反应中，反应温度为220 ℃，反应时间为20 h。

4. 根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤3）中ZnSn(OH)₆、乙二胺四乙酸和硫代乙酰胺的摩尔比例为0.3 : 0.8 : 1.8；基于1摩尔的ZnSn(OH)₆，去离子水体积为120L；水热反应温度为150 ℃，反应时间为6 h。

5. 根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤4）中， SnS₂粉末样品和In(NO₃)₃·4.5H₂O质量比为1:5，In(NO₃)₃·4.5H₂O/乙醇溶液浓度为13.4 mmol L^-1，水浴温度为60 ℃，处理时间为25 h。