一种Fe3O4/BC复合电催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种Fe3O4/BC复合电催化剂及其制备方法和应用，属于电催化材料制备技术领域；本发明专利技术先用煅烧法制备出含有丰富介孔结构的生物质炭，然后用蒸发法制备了Fe3O4/BC复合电催化剂前驱体，并将其退火得到Fe3O4/BC复合电催化剂；所述Fe3O4/BC复合电催化剂以具有介孔的生物炭为基底，在生物炭上均匀负载Fe3O4纳米颗粒；复合电催化剂能够应用于室温下电催化硝酸盐还原合成氨。下电催化硝酸盐还原合成氨。下电催化硝酸盐还原合成氨。

【技术实现步骤摘要】
一种Fe3O4/BC复合电催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于电催化材料制备
，具体涉及一种Fe3O4/BC复合电催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]氨是一种重要的化工原料，是氮肥的主要成分，也是工业中一种绿色的富氢燃料。目前工业上主要用Haber
‑
Bosch法合成氨。Haber
‑
Bosch工艺的创新主要涉及氢气和氮气的不可逆反应。此方法以氢气和氮气为原料，在高温高压环境下才可以获得较为可观的产氨效率。但此种方法消耗了大量能源，给全球能源供应带来了巨大负担，生产过程中还会产生大量温室气体，对全球环境造成了严重威胁。受微生物固氮的启发，电催化将氮气还原为氨受到越来越多研究人员的关注。虽然电催化氮气还原技术得到了广泛的应用，但是氮气分子中高能N≡N键的断裂和伴生析氢反应控制一直是难以攻克的难题，这使得电催化氮气还原的效率和能量转换率较低。
[0003]硝酸盐(NO3‑
)电催化还原，由于其反应中存在的N＝O键解离较低且自然界中面临的大量硝酸盐污染问题而备受关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Fe3O4/BC复合电催化剂，其特征在于，所述复合催化剂以具有介孔的生物炭为基底，在生物炭上均匀负载Fe3O4纳米颗粒，所述Fe3O4纳米颗粒的粒径范围为40
‑
130nm；所述Fe3O4纳米颗粒呈现出不规则块状；所述复合催化剂中生物炭的质量分数为53.82％～57.40％。2.权利要求1所述的Fe3O4/BC复合电催化剂的制备方法，其特征在于，包括：将玉米秸秆粉末与碳酸氢钾混合、研磨得到混合物，将混合物煅烧，煅烧结束后将产物洗涤、干燥得到生物质炭BC；将六水合三氯化铁溶解在无水乙醇中，加入生物质炭BC进行超声并充分搅拌，搅拌过程中水浴加热，得到Fe3O4/BC复合电催化剂前驱体；将Fe3O4/BC复合电催化剂前驱体退火得到所述Fe3O4/BC电催化剂。3.根据权利要求2所述的Fe3O4/BC复合电催化剂的制备方法，其特征在于，所述玉米秸秆粉末、碳酸氢钾、六水合三氯化铁和乙醇用量比为0.5～2.0g：0.5～2.0g：0.135～0.54g:...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海涛，杜永超，刘乃云，仇晨光，吴亮，刘运亮，刘奕显，李亚锡，程园园，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：