一种电化学合成金属氮化物的方法技术

本申请公开了一种电化学合成金属氮化物的方法，包括：在无水无氧条件下，使氮气通过催化剂活化，并在放电下与包含金属离子和有机溶剂的溶液中的所述金属离子反应，生成金属氮化物。本申请的方法可以快速简便的方式生产金属氮化物，工艺简单且成本低；该方法通过电化学氮气还原生成金属氮化物，其设计和思路适用于多种金属氮化物的合成，普适性和实用性强。普适性和实用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种电化学合成金属氮化物的方法


[0001]本申请属于金属空气电池领域，具体涉及一种电化学合成金属氮化物的方法。

技术介绍

[0002]金属氮化物在电化学催化领域中存在巨大潜力，其具有特殊的晶体结构，是一种金属间隙化合物，具有良好的电子传导性能、优异的化学稳定性和高耐腐蚀性。特别是，一些金属氮化物由于氮原子嵌入而使得金属晶格扩张，从而引发其电子结构与贵金属相似，具有类似贵金属的催化性能。
[0003]然而，金属氮化物通常采用高温热反应合成，反应条件苛刻，后续处理复杂。此外，对反应加温需要施加巨大的能量，热反应的能源利用率低，且过剩的热量散播在空气中易造成温室效应。
[0004]金属氮气电池系统通过吸收氮气原料来实现能量存储和转化。值得注意的是，该电池系统在氮气固定能力和法拉第效率(FE)等方面令人期待。金属氮化物可以相对容易地转化为NH3产物，这在氮肥的制造中是必不可少的，并且被认为是理想的无碳能量载体。然而，在通过基于金属氮气电池系统的电化学方法制备金属氮化物方面，目前尚鲜有报道。

技术实现思路
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电化学合成金属氮化物的方法，其特征在于，包括：在无水无氧条件下，使氮气通过催化剂活化，并在放电下与包含金属离子和有机溶剂的溶液中的所述金属离子反应，生成金属氮化物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用所述催化剂作为阴极，使用所述金属作为阳极，使用所述溶液作为电解液；优选地，在所述阴极和所述电解液之间使用隔膜；更优选地，所述隔膜包括聚丙烯隔膜。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述放电包括施加电压，在恒定电流密度下使电压降至0.01V。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述恒定电流密度为0.01
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0.25mA。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化剂包括金属催化剂；优选地，所述催化剂为选自铂、钛、钼、钌、金、钢、镍、铜中的至少一种。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属包括镁、锌、铁或镍。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂为选自乙二醇二甲醚、四氢呋喃、碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯、四乙二醇二甲醚、碳酸二乙酯、1
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丁基

【专利技术属性】
技术研发人员：王要兵，黄兰婷，张祥，周恩博，
申请(专利权)人：闽都创新实验室，
类型：发明
国别省市：