一种电还原硝酸盐合成氨用碳负载镍铁双金属氢氧化物催化剂的电化学制备方法
1.本发明涉及一种用于硝酸盐电还原合成氨的碳载镍铁双金属氢氧化物催化剂的电化学制备方法,属于化工和电催化领域。
背景技术:
2、氨是重要的化工原料,在肥料、储氢、涂料等领域有重要应用。目前工业上合成氨的主要方法是哈伯-博施法,该法基于高温高压(400-600℃,150℃-250℃)反应,消耗大量化石能源(约占全球每年能源消费的2%),而化石能源的燃烧导致反应排放大量温室气体,造成全球变暖等负面影响。电化学法人工合成NH3已成为热门的前沿研究领域。电化学合成氨技术利用风电、光伏电源,以水为氢源,显著减少二氧化碳排放,反应在常温常压下进行,没有难以处理的副产物。然而以氮气为氮源时,N2在水中的溶解度较差,N≡N键能较强且不易活化,加之竞争性析氢反应(HER)的限制,使得NH3的产率极低(约0.1-100μg h-1
毫克猫-1
),因此这项新技术目前还无法用于NH3的规模化生产。虽然研究人员提出了表面空位工程、表面分子接枝、内部电场调控、新型三相体系等多种方法来提高整个体系合成氨的效率,但距离规模化应用还有很长的路要走。
3.如前所述,氮中的氮-氮三键(942kj/mol)键能强,键合稳定,不易活化,若采用资源丰富的硝酸盐和亚硝酸盐作为氮源,从热力学角度看,氮-氧双键中硝酸盐的键能(607kj/mol)较低,较容易活化解离,故反应活化能较低;从动力学角度看,硝酸盐和亚硝酸盐溶解度较大,传质速率较快,故可明显提高氨的生产效率。另外,硝酸盐和亚硝酸盐广泛存在于污染水体系中,若采用电化学方法将其还原,可除去污染物,得到高附加值的产品氨。还原硝酸盐合成氨(NO3RR)体系中的催化剂研究大多集中在金属基催化剂(贵金属、合金、金属氧化物等)。有两个问题严重影响了该类催化剂的反应效率:第一,各类金属容易发生腐蚀,特别是在酸性或碱性电解体系中,且其稳定性较差,阻碍了其大规模应用;第二,该类金属基催化剂在反应过程中,双电子转移析氢反应(HER,2h
+2e-→
h2) 是 no3rr 反应,有 8 个电子转移(no3rr,no
3-+9小时
+8e-→
NO3RR与NH3+3H2O)的竞争反应由于存在析氢反应,动力学反应速率更快,导致NO3RR的法拉第效率低、稳定性差,最终阻碍了硝酸盐合成氨的进一步发展。
4.综上所述,电催化硝酸盐合成氨所采用的催化剂多为金属催化剂,其存在反应选择性低、耐腐蚀性差、循环稳定性差等问题,最终导致NO3RR选择性及稳定性较差,阻碍了NO3RR的合成;为克服现有技术的不足,本技术提出采用碳纸作为导电基底,利用负载在碳纸表面的高选择性镍铁双金属氢氧化物作为整体催化剂驱动NO3RR合成氨;提供了一种用于电催化硝酸盐合成氨的碳载镍铁双氢氧化物催化剂的电化学制备方法,避免了副反应HER强烈竞争等问题,提高了NO3RR选择性。
技术实现要素:
5、为了克服现有技术的不足,本发明的目的是提供一种用于电催化硝酸盐还原合成氨的碳载镍铁双金属氢氧化物催化剂的电化学制备方法,以缓解NO3RR过程中的副反应、Her的竞争干扰等问题,最终提高no3rr的选择性。
6、为了实现上述发明目的,解决现有技术中存在的问题,本发明所采用的技术方案是:
7. 一种用于电催化硝酸盐还原合成氨的碳载镍铁双氢氧化物催化剂的电化学制备方法, 包括以下步骤:
8、步骤1、将六水硝酸镍、九水硝酸铁、氟化铵(氟化氢铵)、尿素(氢氧化钠)分别溶解于去离子水中,用磁力搅拌器快速搅拌,得到混合溶液,其中六水硝酸镍为溶液中水合硝酸镍、九水硝酸铁、氟化铵和尿素的浓度分别为0.4-0.8mm、0.2
ꢀ‑
0.8mm、1.0-2.0mm、4mm。其中六水硝酸镍可用硫酸镍、醋酸镍替代;九水硝酸铁可用硫酸铁、醋酸铁、氯化铁替代;氟化铵可用氟化氢铵、氯化铵、氟化钠、氯化钠替代;尿素可用氢氧化钠替代。
9. 第 2 步:剪下 2 厘米
×
以3cm亲水碳纸电极为正极板,2cm
×
采用2 cm商用铂片电极作为阳极板,参比电极为Ag/AgCl(填充溶液为饱和KCl溶液),组装成电化学工作站()。亲水碳纸包括碳布和碳纤维。
10.步骤3:将混合溶液加入预装的电沉积槽中,设置电压为-1V至-2V,温度为25
°
电沉积反应在恒温恒压条件下进行5~60min,反应结束后取出正极板,用去离子水冲洗,放入60
°
将混合物在烤箱中干燥6小时,然后取出称重,计算沉积负载,得到碳载镍铁双金属氢氧化物电催化剂。
11. 一种用于电催化硝酸盐还原合成氨的碳载镍铁双金属氢氧化物催化剂的电化学制备方法,其特征在于:将碳载镍铁双金属氢氧化物电催化剂切成1cm
×
1cm薄片作为阴极板,1cm
×
采用1cm商用铂片电极作为阳极板,参比电极为Ag/AgCl(填充溶液为饱和KCl溶液),组装成三电极体系的H型电解池,阴极装入1-/L KNO3和0.1M/L Koh混合溶液,其中混合溶液中KOH浓度为0.1M/L,KNO3浓度不超过其饱和浓度(≤/L)。阳极装入等量的0.1M/L KOH溶液,组成反应池。打开气体开关,10-50ml min-1
按一定流速连续通入高纯氩气,30分钟后打开电化学工作站电源开关,设定电压为-0.6V至-2.3V,电解1-4小时,反应完成后用靛蓝分光光度法分析阴极池溶液,用氨敏感电极检测反应后电解液的氨浓度,计算法拉第效率和氨产率。
12、本发明的有益效果:
13.本发明所用的碳纸具有丰富的氧空位和缺陷位点,有利于不
3- 至无
2-转化,此步骤也是no3rr的速率控制步骤。电沉积溶液中加入氟化钠、氯化铵、氟化铵(氟化氢铵)等添加剂起到表面改性的作用,氢氧化物在合成中起模板作用,使合成的Ni-Fe LDH在碳纸表面形成片状花冠结构。尿素(氢氧化钠)在电沉积过程中分解为铵和碳酸盐,为双金属氢氧化物的合成提供了碱性环境,碳酸盐以插层阴离子的形式存在于催化剂中。这种合成的双金属氢氧化物催化剂可以有效抑制No3RR反应中析氢副反应的发生。碳纤维纸表面丰富的氧空位与双金属氢氧化物活性位点的结合协同提高了法拉第效率。此外,电沉积制备的负载型双金属氢氧化物具有优异的循环稳定性,可用于长期的no3rr工艺。
附图简要说明
14、图1为实施例1、2、3及对比例1、2的电沉积溶液中不同镍铁配比合成材料的合成氨产率及法拉第效率对比图;
15.图2为实施例4、5、6中不同催化剂负载量对合成氨浓度及法拉第效率的影响图;
16.图3为实施例7、8、9中不同施加电压对合成氨浓度及法拉第效率的影响图;
17、图4为实施例10、11、12中不同硝酸盐电解质浓度的合成氨产率及法拉第效率对比图;
18、图5为实施例13电沉积操作形成的催化剂与空白亲水碳纸催化剂的性能对比。
详细描述
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
20. 比较例1 (仅铁)
21、将九水硝酸铁、氟化铵、尿素(浓度分别为0.1mM、1.6mM、4mM)用磁力搅拌器快速搅拌,得到混合溶液,将混合溶液加入到预先组装好的电沉积槽中,采用恒温恒压(电压设为-1v,温度25
°
电沉积在恒温下进行5分钟,反应完成后,取出阴极板,用去离子水冲洗,并放入60
°
以得到的碳载镍铁双金属氢氧化物催化剂为阴极板,阳极板采用商用PT片电极,参比电极为Ag/AgCl(填充溶液为饱和KCl溶液),阴极池中加入30ml 0.1m KNO3和0.1m Koh混合溶液,阳极加入30ml 0.1m Koh溶液,打开气体开关,流量为10ml min-1
以1.5%的流量持续通入高纯氩气,30min后打开电化学工作站电源开关,设定电解电压为-1.3V继续反应。反应完成后收集阴极电解液,采用靛蓝分光光度法和氨灵敏度法进行分析。计算电极检测反应后电解液的氨浓度,并计算法拉第效率和氨产率。结果如图3所示。从图中可以看出,当电沉积液为纯铁溶液时,制备的Fe(OH)3/cc可以达到接近100%的法拉第效率和s-1
厘米-2
然而,氨的产量是由于 Fe(OH)3/cc
3+
与nife ldh/cc相比,循环稳定性较差,经过10次循环测试后,催化剂性能下降为初始值的60%,因此并不是理想的催化剂。
22. 比较例2 (仅镍)
23、将硝酸镍六水合物、氟化氢铵、氢氧化钠(浓度分别为0.1mM、1.6mM、4mM)用磁力搅拌器快速搅拌,得到混合溶液,将混合溶液加入到预先组装好的电沉积槽中,采用恒温恒压(电压设为-1v,温度25
°
电沉积在恒温下进行5分钟,反应完成后,取出阴极板,用去离子水冲洗,并放入60
°
以得到的碳载镍铁双金属氢氧化物催化剂为阴极板,阳极板采用商品PT片电极,参比电极为Ag/AgCl(填充溶液为饱和KCl溶液),阴极池中加入30ml 0.1m KNO3和0.1m Koh混合溶液,阳极池中加入30ml 0.1m Koh溶液。打开气体开关,流量为10ml min-1
以1.5%的流量持续通入高纯氩气,30min后打开电化学工作站电源开关,设定电解电压为-1.3V继续反应。反应完成后收集阴极电解液,采用靛蓝分光光度法和氨灵敏度法进行分析。计算电极检测反应后电解液的氨浓度,并计算法拉第效率和氨产率。结果如图3所示。从图中可以看出,当电沉积液为纯铁溶液时,制备的Ni(OH)2/cc可以达到51%的法拉第效率和s-1
厘米-2
氨产量。
24.示例 1(3:1)
25. 探究本发明所示碳载镍铁双氢氧化物催化剂不同配比对NO3RR性能的影响,具体操作为:硝酸镍六水合物、硝酸铁九水合物、氟化钠、尿素(浓度分别为0.6mm、
将混合溶液加入预先组装好的电沉积槽中,用磁力搅拌器搅拌均匀,得到混合溶液。
°
电沉积在恒温下进行5分钟,反应完成后,取出阴极板,用去离子水冲洗,并放入60
°
以得到的碳载镍铁双金属氢氧化物催化剂为阴极板,阳极板采用商品PT片电极,参比电极为Ag/AgCl(填充溶液为饱和KCl溶液),阴极池中加入30ml 0.1m KNO3和0.1m Koh混合溶液,阳极池中加入30ml 0.1m Koh溶液。打开气体开关,流量为10ml min-1
以1.5%的流量持续通入高纯氩气,30min后打开电化学工作站电源开关,设定电解电压为-1.1V继续反应,反应完成后收集阴极电解液,采用靛蓝分光光度法和氨感度电极检测反应后电解液的氨浓度,计算法拉第效率和氨产率,结果如图1所示。从图中可以看出,本发明制备了碳载铁基催化剂、碳载镍基催化剂以及配比为2:1、3:1、4:1的碳载镍铁双氢氧化物催化剂,当镍铁配比为3:1时,催化性能较好,法拉第效率和氨产率分别为96%和s。-1
厘米-2
以上结果表明,催化剂中镍铁比是影响碳载镍铁双氢氧化物催化剂合成氨性能的重要因素。
26.示例 2(4:1)
27、将六水硝酸镍、九水硝酸铁、氯化钠、尿素(浓度分别为0.8μm、0.2μm、1.6μm、4μm)用磁力搅拌器搅拌均匀,得到混合溶液,将混合溶液加入到上述组装好的电沉积槽中,恒温恒压(电压设定为-1V,温度设定为25
°
电沉积在恒温下进行5分钟,反应完成后,取出阴极板,用去离子水冲洗,并放入60
°
以得到的碳载镍铁双金属氢氧化物催化剂为阴极板,阳极板采用商品PT片电极,参比电极为Ag/AgCl(填充溶液为饱和KCl溶液),阴极池中加入30ml 0.1m KNO3和0.1m Koh混合溶液,阳极池中加入30ml 0.1m Koh溶液。打开气体开关,流量为10ml min-1
以1.5%的流量持续通入高纯氩气,30min后打开电化学工作站电源开关,设定电解电压为-1.3V继续反应。反应完成后收集阴极电解液,采用靛蓝分光光度法和氨灵敏度法进行分析。计算电极检测反应后电解液的氨浓度,并计算法拉第效率和氨产率。结果如图3所示。从图中可以看出,当电沉积溶液的镍铁比为4:1时,制备的Ni4Fe
1 ldh/cc可实现83%的法拉第效率和s-1
厘米-2
氨产量。
28.示例 3(2:1)
29、将六水硝酸镍、九水硝酸铁、氯化铵、尿素(浓度分别为0.4μm、0.2μm、1.6μm、4μm)用磁力搅拌器快速搅拌,得到混合溶液,将混合溶液加入到上述组装好的电沉积槽中,恒温恒压(电压设定为-1V,温度设定为25
°
电沉积在恒温下进行5分钟,反应完成后,取出阴极板,用去离子水冲洗,并放入60
°
以得到的碳载镍铁双金属氢氧化物催化剂为阴极板,阳极板采用商用PT片电极,参比电极为Ag/AgCl(填充溶液为饱和KCl溶液),阴极池中加入30ml 0.1m KNO3和0.1m Koh混合溶液,阳极加入30ml 0.1m Koh溶液,打开气体开关,流量为10ml min-1
以1.5%的流量持续通入高纯氩气,30min后打开电化学工作站电源开关,设定电解电压为-1.3V继续反应。反应完成后收集阴极电解液,采用靛蓝分光光度法和氨灵敏度法进行分析。计算电极检测反应后电解液的氨浓度,并计算法拉第效率和氨产率。结果如图3所示。从图中可以看出,当电沉积溶液的镍铁比为2:1时,制备的Ni2Fe
1 ldh/cc可实现80%法拉第效率和s-1
厘米-2
氨产量。
30.实施例4 (沉积时间为0分钟)
31. 考察碳载镍铁双氢氧化物催化剂不同负载量对NO3RR性能的影响,具体操作为:六水硝酸镍、九水硝酸铁、氟化铵、尿素(浓度分别为0.6mm、
将混合溶液加入预先组装好的电沉积槽中,用磁力搅拌器搅拌均匀,得到混合溶液。
°
电沉积在恒温下进行0分钟,反应完成后,取出阴极板,用去离子水冲洗,放入60
°
以得到的碳载镍铁双金属氢氧化物催化剂为阴极板,阳极板采用商用PT片电极,参比电极为Ag/AgCl(填充溶液为饱和KCl溶液),阴极池中加入30ml 0.1m KNO3和0.1m Koh混合溶液,阳极加入30ml 0.1m Koh溶液,打开气体开关,流量为10ml min-1
以1.5%的流量持续通入高纯氩气,30 min后打开电化学工作站电源开关,设定电解电压为-0.6 V继续反应。反应完成后收集阴极电池电解液,采用靛蓝分光光度法和氨灵敏度法进行分析。计算电极检测反应后电解液的氨浓度,并计算法拉第效率和氨产率。结果如图2所示。沉积时间为0 min时,催化剂负载量为0 mg·cm-2
反应完成后电解液中氨浓度为5.4mg/l,法拉第效率为10%。
32.实施例5(沉积时间为5分钟)
33. 为考察碳载镍铁双氢氧化物催化剂不同负载量对NO3RR性能的影响,具体操作为:将六水硝酸镍、九水硝酸铁、氟化铵、尿素(浓度分别为1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1、19:2、20:2、21:2、22:2、23:2、24:2、25:2、26:2、27:2、28:2、29:2、30:2、31:2、32:2、33:2、34:2、35:2、36:2、37:2、38:2、39:2、31:2、34:2、36:2、37:2、38:2、39:2、31:2、36:2、37 ...
°
电沉积在恒温下进行5分钟,反应完成后,取出阴极板,用去离子水冲洗,并放入60
°
以得到的碳载镍铁双金属氢氧化物催化剂为阴极板,阳极板采用商用PT片电极,参比电极为Ag/AgCl(填充溶液为饱和KCl溶液),阴极池中加入30ml 0.1m KNO3和0.1m Koh混合溶液,阳极加入30ml 0.1m Koh溶液,打开气体开关,流量为10ml min-1
以1.5%的流量持续通入高纯氩气,30 min后打开电化学工作站电源开关,设定电解电压为-0.6 V继续反应。反应完成后收集阴极电池电解液,采用靛蓝分光光度法和氨灵敏度法进行分析。电极检测反应后电解液的氨浓度,计算法拉第效率和氨产率。结果如图2所示。随着时间的增加,亲水碳纸表面附着的催化剂量由0 mg·cm-2增加到
高达 7 毫克/厘米
,但其催化性能在0.4 mg cm-2时先上升后下降
最佳法拉第效率和氨气浓度分别达到43%和55 mg/l,随后降至19%和9.7 mg/l,负载量为0.4 mg cm-2
。
34.实施例6 (沉积时间为60分钟)
35. 为考察碳载镍铁双氢氧化物催化剂不同负载量对NO3RR性能的影响,具体操作为:将六水硝酸镍、九水硝酸铁、氟化铵、尿素(浓度分别为1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1、19:2、20:2、21:2、22:2、23:2、24:2、25:2、26:2、27:2、28:2、29:2、30:2、31:2、32:2、33:2、34:2、35:2、36:2、37:2、38:2、39:2、31:2、34:2、36:2、37:2、38:2、36 ...
°
电沉积在恒温下进行60分钟。反应完成后,取出阴极板,用去离子水冲洗,并放入
°
以得到的碳载镍铁双金属氢氧化物催化剂为阴极板,阳极板采用商用PT片电极,参比电极为Ag/AgCl(填充溶液为饱和KCl溶液),阴极池中加入30ml 0.1m KNO3和0.1m Koh混合溶液,阳极加入30ml 0.1m Koh溶液,打开气体开关,流量为10ml min-1
以1.5%的流量持续通入高纯氩气,30 min后打开电化学工作站电源开关,设定电解电压为-0.6 V继续反应。反应完成后收集阴极电池电解液,采用靛蓝分光光度法和氨灵敏度法进行分析。计算电极检测反应后电解液的氨浓度,并计算法拉第效率和氨产率。结果如图2所示。沉积时间为60 min时,催化剂负载量为7 mg·cm-2
反应完成后电解液氨浓度为13.5mg/l,法拉第效率为18%。
36.实例7 (此例是上面的电压0.6-2.3,点值为-1.1v)
37.为考察碳载镍铁双氢氧化物催化剂不同负载量对NO3RR性能的影响,具体操作为:将六水硝酸镍、九水硝酸铁、氟化铵、尿素(浓度分别为1:1、2:1、3:1)混合溶液加入预组装好的电沉积槽中,用磁力搅拌器搅拌均匀,得到混合溶液。......
°
电沉积在恒温下进行5分钟,反应完成后,取出阴极板,用去离子水冲洗,并放入60
°
以得到的碳载镍铁双金属氢氧化物催化剂为阴极板,阳极板采用商用PT片电极,参比电极为Ag/AgCl(填充溶液为饱和KCl溶液),阴极池中加入30ml 0.1m KNO3和0.1m Koh混合溶液,阳极加入30ml 0.1m Koh溶液,打开气体开关,流量为10ml min-1
以1.5%的流量持续通入高纯氩气,30min后打开电化学工作站电源开关,设定电解电压为-1.1V继续反应。反应完成后收集阴极电解液,采用靛蓝分光光度法和氨感度法进行分析。用电极检测反应后电解液的氨浓度,计算法拉第效率和氨产率,结果如图3所示。从图中可以看出,在-1.1V时,法拉第效率和氨产率分别达到近100%和s-1。
厘米-2
随着电解电压的升高,虽然氨产率变化不大,但由于析氢竞争激烈,法拉第效率略有下降,结果表明在电解电压升高的状态下氨产率较高,且法拉第效率达到最大。
38.例8(此例是上述电压-0.6
‑‑
2.3、点值为-0.6v)
39.为考察碳载镍铁双金属氢氧化物催化剂不同负载量对NO3RR性能的影响,具体操作为:将六水硝酸镍、九水硝酸铁、氟化铵、尿素(浓度分别为1:1、2:1、3:1)混合溶液加入预组装好的电沉积槽中,用磁力搅拌器搅拌均匀,得到混合溶液。......
°
电沉积在恒温下进行5分钟,反应完成后,取出阴极板,用去离子水冲洗,并放入60
°
以得到的碳载镍铁双金属氢氧化物催化剂为阴极板,阳极板采用商用PT片电极,参比电极为Ag/AgCl(填充溶液为饱和KCl溶液),阴极池中加入30ml 0.1m KNO3和0.1m Koh混合溶液,阳极加入30ml 0.1m Koh溶液,打开气体开关,流量为10ml min-1
以1.5%的流量持续通入高纯氩气,30min后打开电化学工作站电源开关,设定电解电压为-0.6 V继续反应,反应完成后收集阴极电池电解液,采用靛蓝分光光度法和氨灵敏度分析。电极检测反应后电解液的氨浓度,计算法拉第效率和氨产率,结果如图3所示。从图中可以看出,在-0.6V时,法拉第效率和氨产率分别达到近100%和s-1。
厘米-2
。
40.实例9(此例是上面的电压0.6-2.3,点值为-2.3v)
41.为探究碳载镍铁双金属氢氧化物催化剂不同负载量对NO3RR性能的影响,具体操作为:将硫酸镍、硫酸铁、氟化铵、氢氧化钠(浓度为0.6)的混合溶液加入到预装好的电沉积槽中,用磁力搅拌器搅拌均匀,得到混合溶液。
°
电沉积在恒温下进行5分钟,反应完成后,取出阴极板,用去离子水冲洗,并放入60
°
获得的碳支持的镍铁双金属氢氧化物催化剂用作阴极板,阳极板使用了商业的PT电极,参考电极为Ag/AgCl(填充溶液为饱和的KCl溶液),并用0.1m KNO3和0.1M KOH AND ANTON和0.1M KOH填充阴极细胞。最小1
高纯度氩气以1.5%的速度连续引入,电化化学工作站的功率转换设置为-2.3 V,以继续反应后,将其分析在反应后。从图3中,计算出结果的效率和氨产量。
厘米
- 2。
42.示例10(此示例是上述1-电解质浓度点值为1mm)
43.研究碳支持的镍铁双金属氢氧化物催化剂对NO3RR的性能的影响。 ED电沉积电池,并在恒定温度和压力下搅拌混合物(电压设置为-1V,温度为25
°
电沉积在恒定温度下进行5分钟。
°
获得的碳支持的镍铁双金属氢氧化物催化剂被用作阴极板,阳极板使用了商业的PT电极,参考电极为AG/AGCL(填充溶液为饱和的KCl溶液),并用添加30ml的kno3和0.1m koh solde and 填充阴极细胞。
高纯度氩气以1.5%的流量连续引入。从图3中,计算出结果。
厘米-2
。
44.示例11(此示例是上述1-电解质浓度点值)
45. To the of the of the - -iron on the of No3RR. The is as : , iron , , and ( of 0.6 The mixed was added into the pre- cell and the was with a to a mixed .
°
电沉积在恒定温度下进行5分钟。
°
获得的碳支持的镍铁双金属氢氧化催化剂用作阴极板,阳极板使用了商业的PT电极,参考电极为AG/AGCL(填充溶液为饱和的KCl溶液),然后用添加30ml的KNO3和0.1M KOH溶液和0.1M KOH和0.1ML-KOH填充阴极细胞。
高纯度氩气以1.5%的流量连续引入。从图3中,计算了结果。从图中可以看出,随着电解质浓度的持续增加,法拉第效率持续上升,氨产量从1 mm增加到1 mm。
厘米-2
。
46.示例12(此示例是上述1-电解质浓度点值是饱和硝酸钾溶液)
47.调查碳支持的镍铁的电解质浓度对NO3RR的性能的影响。重新获得混合溶液。25
°
电沉积在恒定温度下进行5分钟。
°
获得的碳支持的镍铁双金属氢氧化物催化剂被用作阴极板,阳极板使用了商业的PT电极,参考电极为Ag/AgCl(填充溶液为饱和的KCl溶液),并用饱和的KNO3和0.1M KOH求解添加30ml的proct and and and Anty Anty Anty Anty Anty Anty Anty Anth Anty Anty Anter-Koh。
高纯度氩气以1.5%的流量连续引入,将电化学工作站的功率转换为启用,并将电解电压设置为-1.1 V,以继续反应后,将电动机电池置于反应后。计算法拉第效率和氨
结果如图3所示。从图中可以看出,随着电解质浓度的连续增加,法拉第效率持续上升,氨产量从1mm持续增加到2mm,但饱和硝酸钾的氨产量降低到101. S-1
厘米-2
,法拉第效率接近100%,因此,用于合成氨的碳支持的镍铁双金属氢氧化物催化剂的最佳应用浓度为。
48.示例13(此示例是空白控件)
49.研究了碳支持的镍铁双氢氧化物催化剂对NO3RR的性能的影响。溶液为0.1m kno3和0.1m koH,阳极填充30ml的0.1m kOH溶液。
高纯度氩气以30分钟后的流速为1.5%,电化学工作站的功率转换设置为-1.1 V,以继续反应后,将电源降低。 ,计算出结果的法拉第效率和氨产量。
厘米-2
碳基的镍铁双氢氧化镍氢氧化物比为3:1的效率为90%,氨产量为S-1
厘米-2
它明显高于亲水性碳纸,因此,镍铁金属的掺杂有益于改善亲水性碳纸的催化活性。
50.上面的实施例仅是本发明的实施例,但不能解释为限制本发明的范围。
技术功能:
1.一种碳支持的镍铁氢氧化物催化剂的电化学制备方法,用于除去硝酸盐,以合成氨的含量,其特征在于以下步骤:步骤1,硝酸盐在二硝酸盐中,硝酸盐在液压下蒸发,并散发出液化剂,并散发出含水量使用磁性搅拌器;
°
电沉积反应是在恒定的温度和压力下进行的,反应时间不超过60分钟,将板取出,用去离子水冲洗,将其放入烤箱中,然后取出,然后将碳耦合的镍型电源组成的电源组成。根据权利要求1的综合特征在于步骤1中,硝酸镍含量,硝酸铁盐酸盐,氟化铵和尿素是混合溶液中的浓度分别为0.4-0.8 mm,0.2 mm,0.2 mm,1-2 mm,1-2 mm和4 mm。 3. The for a - -iron-based for to claim 2, The for a - -iron-based for to claim 2 is in that the in step 1 can be by or . It is in that the in step 1 can be by , , or . 5. The for a - -iron-based for to claim 2, the in step 1 can be by , , , . 6. The for a - -iron-based for to claim 2, in that the urea in step 1 can be by 7. An of a - -iron-based for by the to any one of 1 to 6, in that the - -iron-based The is cut into thin as the plate, the sheet is used as the anode plate, the is Ag/AgCl, and into a three- H-type cell, the is with a mixed of KNO3 and KOH, the anode is with the KOH and it into a cell; 打开气体开关,不断引入高纯度氩气,打开电化学工作站的电源开关,将电压设置为-0.6V至-2.3V,然后继续进行1-4H。
技术摘要
电化学制备方法和碳耦合基于镍铁的催化剂的应用,用于减少硝酸盐的硝酸盐,以合成氨水,其中硝酸盐硝酸盐六水合物,硝酸盐非氢气酸盐,非含水液,用于浓度的液压量和尿素均能添加液压液和尿液的流度。反应结束后,使用催化剂,将其作为阳极板,参考电极AG/AGCL,将其组装成H形的电解性触发器,将其用于三个电极系统,将阴极加载kno3和koh and poss and pass ,回应很长一段时间。
R & D staff: Yu Chang Wang Lin Shan Qiu Wang Zheng Yihan Ren
受保护的技术用户:达利安技术大学
技术研发日:2022.12.22
技术公告日期:2023/3/14