(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211175194.X (22)申请日 2022.09.26 (71)申请人 华南师范大学 地址 510000 广东省广州市中山大道西5 5 号 (72)发明人 文国斌　任博华　王新　杨新宇　 水玲玲　 (74)专利代理 机构 深圳市君胜知识产权代理事 务所(普通 合伙) 44268 专利代理师 刘芙蓉 (51)Int.Cl. C25B 11/091(2021.01) C25B 11/031(2021.01) C25B 1/23(2021.01) C25B 3/26(2021.01)C25B 3/03(2021.01) C25B 3/07(2021.01) B82Y 30/00(2011.01) B82Y 40/00(2011.01) (54)发明名称 一种具有核壳结构的电催化还原剂及其制 备方法 (57)摘要 本发明公开了一种具有核壳结构的电催化 还原剂及其制备方法， 方法包括： 提供聚苯乙烯 纳米球和前驱液， 所述前驱液包含锡离子和钛离 子； 将所述聚苯乙烯纳米球浸泡在所述前驱液 中， 然后真空抽滤， 并对抽滤后得到的固体进行 煅烧， 得到所述具有核壳结构 的电催化还原剂。 通过利用聚苯乙烯作为模板剂来合成三维有序 介孔Sn‑Ti核壳结构来提高CO2电还原的能量效 率， 寿命和稳定性。 所述方法首先采用无皂乳液 法合成聚苯乙烯纳米球， 然后将其浸渍Sn， Ti前 驱液， 最后在空气中进行两步法阶梯煅烧得到 Sn‑Ti核壳结构化合物。 通过物化表征， Sn ‑Ti核 壳结构催化剂在最优电位下表现出极高的催化 选择性和稳定性。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 115491714 A 2022.12.20 CN 115491714 A 1.一种具有 核壳结构的电催化还原剂的制备 方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 提供聚苯乙烯纳米 球和前驱液， 所述前驱液包 含锡离子和钛离 子； 将所述聚苯乙烯纳米球浸泡在所述前驱液中， 然后真空抽滤， 并对抽滤后得到的固体 进行煅烧， 得到所述具有 核壳结构的电催化还原剂。 2.根据权利要求1所述的具有核壳结构的电催化还原剂的制备方法， 其特征在于， 所述 煅烧温度为 400‑1000℃。 3.根据权利要求1所述的具有核壳结构的电催化还原剂的制备方法， 其特征在于， 所述 对抽滤后得到的固体进行煅烧， 得到具有 核壳结构的电催化还原剂的步骤， 具体包括： 以1‑3℃/min的升温速率将温度升至400℃煅烧1 ‑2小时， 接着以4 ‑6℃/min的升温速率 将温度升 至1000℃煅烧1 ‑2小时， 得到具有 核壳结构的电催化还原剂。 4.根据权利要求1所述的具有核壳结构的电催化还原剂的制备方法， 其特征在于， 所述 前驱液中锡离 子与钛离 子的摩尔比为0.6:1.4。 5.根据权利要求1所述的具有核壳结构的电催化还原剂的制备方法， 其特征在于， 所述 聚苯乙烯纳米 球的制备包括如下步骤： 将聚乙烯吡咯烷酮加到去离 子水中加热搅拌， 得到聚乙烯吡咯烷酮溶 液； 将苯乙烯单体分散至所述聚乙烯吡咯烷酮溶液中， 再向所述聚乙烯吡咯烷酮溶液中加 入过硫酸钾溶 液进行聚合反应， 反应结束后， 经离心、 干燥操作得到所述聚苯乙烯纳米 球。 6.根据权利要求1所述的具有核壳结构的电催化还原剂的制备方法， 其特征在于， 所述 前驱液的制备包括： 将氯化亚锡和钛 酸丁酯加入到无 水乙醇中， 得到混合溶 液； 向所述混合溶 液中滴加盐酸， 得到所述前驱液。 7.根据权利要求5所述的具有核壳结构的电催化还原剂的制备方法， 其特征在于， 所述 过硫酸钾溶 液的物质的量浓度为0.6 ‑0.8mM/L。 8.一种具有核壳结构的电催化还原剂， 其特征在于， 所述电催化还原剂采用权利要求 1‑7任一所述的制备 方法制备 得到。 9.根据权利要求8所述的具有核壳结构的电催化还原剂， 其特征在于， 所述电催化还原 剂具有有序介孔核壳结构。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115491714 A 2一种具有核壳结构的电催化 还原剂及其制备方 法 技术领域 [0001]本发明涉及电催化还原剂制备技术领域， 尤其涉及一种具有核壳结构的电催化还 原剂及其制备 方法。 背景技术 [0002]电化学还原二氧化碳(CO2)是一个领先的研究领域， 它不仅可以用于二氧化碳的 利用， 还可以生产绿色燃料和 可再生能源(太阳能或风能)的储存。 在这一过程中， CO2可被 还原成一氧化碳、 甲烷、 甲酸、 乙酸和乙醇等碳质化合物， 但是现有技术仍存在CO2还原产物 选择性差、 催化剂材 料稳定性差， 在动力学 上受到阻碍， 对特定产物的选择性较低的问题。 [0003]因此， 现有技 术还有待于进一 步的改进和提升 。 发明内容 [0004]鉴于上述现有技术的不足， 本发明的目的在于提供一种具有核壳结构的电催化还 原剂及其制备方法， 旨在解决现有应用于二氧化碳催化还原反应的电催化剂稳定性差， 选 择性低的问题。 [0005]一种具有 核壳结构的电催化还原剂的制备 方法， 其中， 包括如下步骤： [0006]提供聚苯乙烯纳米 球和前驱液， 所述前驱液包 含锡离子和钛离 子； [0007]将所述聚苯乙烯纳米球浸泡在所述前驱液中， 然后真空抽 滤， 并对抽 滤后得到的 固体进行煅烧， 得到所述具有 核壳结构的电催化还原剂。 [0008]可选地， 所述的具有核壳结构的电催化还原剂的制备方法， 其中， 所述煅烧 温度为 400‑1000℃。 [0009]可选地， 所述的具有核壳结构的电催化还原剂的制备方法， 其中， 所述对抽滤后得 到的固体进行煅烧， 得到具有 核壳结构的电催化还原剂的步骤， 具体包括： [0010]以1‑3℃/min的升温速率将温度升至400℃煅烧1 ‑2小时， 接着以4 ‑6℃/min的升温 速率将温度升 至1000℃煅烧1 ‑2小时， 得到具有 核壳结构的电催化还原剂。 [0011]可选地， 所述的具有核壳结构的电催化还原剂的制备方法， 其中， 所述前驱液中锡 离子与钛离 子的摩尔比为0.6:1.4。 [0012]可选地， 所述的具有核壳结构的电催化还原剂的制备方法， 其中， 所述聚苯乙烯纳 米球的制备包括如下步骤： [0013]将聚乙烯吡咯烷酮加到去离 子水中加热搅拌， 得到聚乙烯吡咯烷酮溶 液； [0014]将苯乙烯单体分散至所述聚乙烯吡咯烷酮溶液中， 再向所述聚乙烯吡咯烷酮溶液 中加入过硫酸钾溶液进 行聚合反应， 反应结束后， 经离心、 干燥操作得到所述聚苯乙烯纳米 球。 [0015]可选地， 所述的具有核壳结构的电催化还原剂的制备方法， 其中， 所述前驱液的制 备包括： [0016]将氯化亚锡和钛 酸丁酯加入到无 水乙醇中， 得到混合溶 液；说　明　书 1/5 页 3 CN 115491714 A 3