一种介孔碳负载铜铁双金属催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种介孔碳负载铜铁双金属催化剂及其制备方法与应用，以铜盐和铁盐为金属源，碱作为沉淀剂，通过分批次投料，利用水热共沉淀作用，制备得到铜铁双金属氧化物，与有序介孔碳混磨均匀后经H2还原得到介孔碳负载铜铁双金属催化剂，并将其用于电催化硝酸根还原合成氨反应中。本发明专利技术制得的介孔碳负载铜铁双金属催化剂具有双金属协同效应，能在催化剂上有效吸附活化硝酸根，并将其转化为氨，且介孔碳载体的存在使得催化剂具有较大的比表面积和良好的电导性，并且增强了催化剂的稳定性，使得催化剂具有良好的电催化硝酸根还原性能。本发明专利技术的制备方法简单便捷、能耗小、成本低，有较大的应用潜力。有较大的应用潜力。有较大的应用潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种介孔碳负载铜铁双金属催化剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于材料制备、电催化及精细化工的
，具体涉及一种介孔碳负载铜铁双金属催化剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]氨是世界上具有重要意义的基础化学产品之一，是氮肥、药物、含氮有机化工品的重要中间体。同时，氢原子在氨分子中的比例约为17.6％，因此它也被认为是高能高含氢量和零碳的能源载体。目前，工业氨合成方法主要源自传统的Haber
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Bosch工艺，主要利用天然气或煤作为起始原料，通过铁基固体催化剂催化反应合成氨，但这一过程消耗了全球超过1％的能源供应，并产生了巨量的二氧化碳。寻找一种利用可再生能源的绿色可持续合成氨方法具有重大意义。
[0003]基于上述需求，可再生能源驱动电化学氮气还原反应(eNRR)合成氨受到广泛关注。然而，氮气的N≡N键键能高(941kJ/mol)，使得氮气难以活化，并且氮气在电解质中的溶解度(0.02g/L，20℃，100kPa)较低。这些因素都极大地阻碍了eNRR的进行及其活性的提高。考虑到上述氮气还原的不足，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种介孔碳负载铜铁双金属催化剂的制备方法，其特征在于，由以下方法制得：以铜盐和铁盐为金属源，碱作为沉淀剂，通过分批次投料，利用水热共沉淀作用，制备得到铜铁双金属氧化物，与有序介孔碳混磨均匀后经H2还原得到介孔碳负载铜铁双金属催化剂。2.如权利要求1所述一种介孔碳负载铜铁双金属催化剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：所述铜盐和铁盐的总摩尔量为5mmol，加入碱的量按与所述金属源前驱体的摩尔比为n(OH
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):n(CuFe)＝(1
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3):1；所述铜盐和所述铁盐的摩尔比n(Cu):n(Fe)＝1:(0.4
‑
2.4)。3.如权利要求1所述一种介孔碳负载铜铁双金属催化剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：所述碱为碳酸钠、氢氧化钠、氨水、氢氧化钾或氢氧化锂中的任意一种或两种。4.如权利要求1所述一种介孔碳负载铜铁双金属催化剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)称取铜源和铁源，加入超纯水搅拌溶解，滴入碱溶液，搅拌均匀；(2)放入烘箱水热，洗涤烘干后，置于马弗炉中煅烧，即得铜铁双金属氧化物；(3)取步骤(2)制备的铜铁双金属氧化物和有序介孔碳加入研钵中混磨均匀，在惰性气氛下于管式炉中焙烧，得到介孔碳负载铜铁双金属催化剂。5.如权利要求2所述的一种介孔碳负载铜铁双金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中所述水热反应的温度为80
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120℃，水热反应的时间为12
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘福建，刘丽娟，梁诗景，彭小波，江莉龙，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：