【技术实现步骤摘要】
电化学催化一氧化氮和二氧化碳合成尿素的方法
本专利技术涉及一种尿素合成技术，尤其是涉及一种电化学催化一氧化氮和二氧化碳合成尿素的方法。
技术介绍
尿素作为已知含氮量最高的氮肥，占氮肥总消耗量的60％，是目前农业上最为主要的氮肥品种，且支撑着全球超四分之一人口的粮食供应。随着世界人口日益增长，人们对尿素的需求也愈发迫切，全球每年近2％的能源都用于尿素合成工业。现阶段受技术发展制约，我国主要采用固定床工艺产煤头尿素，然而该传统方法产能低、污染大。传统工业中高温高压条件下的反应：C+H2O→CO+H2(1)；CO+H2O→CO2+H2(2)；N2+3H2→3NH3(3)；2NH3+CO2→H2O+CO(NH2)2(4)，导致我国每年在尿素生产上大量的能源消耗。相较于上述传统工艺，电化学催化可在常温常压的温和条件下合成目标产物，更加经济、环保，使其近年来迅速成为一个新兴的尿素合成方向，展现出巨大的应用前景，有望成为一种可替代传统工业合成的新手段。目前，科学家们主要将目光集中在通过无机小分子的碳氮偶联合成尿素。在该反应中，如何...
【技术保护点】
1.一种电化学催化一氧化氮和二氧化碳合成尿素的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：通过水相合成法制备碳黑负载的催化剂，之后将所述催化剂负载于碳纸上；/nS2：将负载有所述催化剂的碳纸用玻碳电极夹固定，作为工作电极，并置于电化学反应池中，设置参比电极和对电极，并加入电解液；/nS3：将一氧化氮和二氧化碳在确保反应环境无氧的情况下通入电化学反应池中，向工作电极施加预设的还原电位，在恒电位条件下反应预设时间，实现常温常压下电化学催化一氧化氮和二氧化碳合成尿素。/n
【技术特征摘要】
1.一种电化学催化一氧化氮和二氧化碳合成尿素的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：通过水相合成法制备碳黑负载的催化剂，之后将所述催化剂负载于碳纸上；
S2：将负载有所述催化剂的碳纸用玻碳电极夹固定，作为工作电极，并置于电化学反应池中，设置参比电极和对电极，并加入电解液；
S3：将一氧化氮和二氧化碳在确保反应环境无氧的情况下通入电化学反应池中，向工作电极施加预设的还原电位，在恒电位条件下反应预设时间，实现常温常压下电化学催化一氧化氮和二氧化碳合成尿素。
2.根据权利要求1所述的一种电化学催化一氧化氮和二氧化碳合成尿素的方法，其特征在于，所述碳黑负载的催化剂包括负载于碳黑上的铜钯纳米颗粒、负载于碳黑上的镍纳米颗粒、负载于碳黑上的酞菁铜、负载于碳黑上的酞菁钴中的一种。
3.根据权利要求2所述的一种电化学催化一氧化氮和二氧化碳合成尿素的方法，其特征在于，所述负载于碳黑上的铜钯纳米颗粒的制备过程为：
将碳黑超声分散于去离子水中，通入氩气除氧，加入氯化铜溶液和氯化钯的盐酸溶液，在搅拌条件下缓慢滴加硼氢化钠水溶液，并使其充分反应，之后超声分散于含有全氟磺酸膜的乙醇溶液中，得到负载于碳黑上的铜钯纳米颗粒。
4.根据权利要求2所述的一种电化学催化一氧化氮和二氧化碳合成尿素的方法，其特征在于，所述负载于碳黑上的镍纳米颗粒的制备过程为：
将碳黑经超声分散于去离子水中，通入氩气除氧，加入氯化镍水溶液，在搅拌条件下缓慢滴加硼氢化钠水溶液，并使其充分反应，将制备好的纳米颗粒经超声分散于含有全氟磺酸膜的乙醇溶液中，得到负载于碳黑上的镍纳米颗。
5.根据权利要求2所述的一种电化学催化一氧化氮和二氧化碳合成尿素的方法，其特征在于...
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