用于电化学合成氨的原子级分散的单层酞菁铁基催化剂的制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种用于电化学合成氨的原子级分散的单层酞菁铁基催化剂的制备方法和应用，所述制备方法包括下列步骤：步骤一：将氯盐离子液体和双三氟甲磺酰亚胺盐离子液体混合，在一定温度下充分搅拌使其混合均匀，得到离子液体混合物；步骤二：称取一定量的酞菁铁，加入上述离子液体混合物中，超声处理后，将混合物剧烈搅拌得到混合样品；步骤三：将步骤二得到的混合样品置于惰性气体环境中高温煅烧，以完成离子液体的碳化和造孔，得到用于电化学合成氨的原子级分散的单层酞菁铁基催化剂。本发明专利技术的催化剂对氮气还原制备氨具有优异的催化性能和电化学性能，该催化剂作用下的氮气还原制备氨反应兼具较高的氨产率和较高的法拉第效率。第效率。

【技术实现步骤摘要】
用于电化学合成氨的原子级分散的单层酞菁铁基催化剂的制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及单层酞菁铁基催化剂的制备方法和在电化学合成氨中的应用。

技术介绍

[0002]氨是一种非常重要的化学品，被广泛应用于农业，制药以及其他各行业。此外，氨具有很高的含氢量以及容易液化的特点被认为是很有前途的绿色能源。目前工业上制备氨主要是通过哈伯
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博施法，该法是在铁基催化剂的作用下，在高温高压下将氮气和氢气转化为氨。这个过程中，大量的能源和化石燃料被消耗，大约每年消耗了全球所提供能源的1
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2％，以及全球天然气产量的5％，从而也造成了极大的污染。因此，寻找绿色、可持续的合成氨技术是当前的一个严峻的任务。
[0003]电化学合成氨是以空气中含量丰富的N2和自然界中广泛存在的H2O为原料，在催化剂作用下温和地合成氨，所需要的电能属于可再生能源，可来自于风能、太阳能、潮汐能等，从而避免了化石燃料的大量消耗和温室气体的排放，是一种环境友好的合成氨技术。而催化剂是电化学合成氨的核心，因此合成廉价、高性能的电催化剂是非常重要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电化学合成氨的原子级分散的单层酞菁铁基催化剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括下列步骤：步骤一：将氯盐离子液体和双三氟甲磺酰亚胺盐离子液体混合，在一定温度下充分搅拌使其混合均匀，得到离子液体混合物；步骤二：称取一定量的酞菁铁，加入上述离子液体混合物中，超声处理10
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60min后，将混合物在0
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30℃下剧烈搅拌0.5
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3h，得到混合样品，所述混合样品中酞菁铁的质量百分比含量为0.9％
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3.6％；步骤三：将步骤二得到的混合样品置于惰性气体环境中高温煅烧，以完成离子液体的碳化和造孔，得到用于电化学合成氨的原子级分散的单层酞菁铁基催化剂；所述的煅烧分为两段式，第一段煅烧使离子液体碳化，煅烧温度控制在300
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700℃，煅烧时间控制在2
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10h；第二段煅烧，形成丰富孔道结构，煅烧温度控制在500
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900℃，煅烧时间控制在2
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8h。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述氯盐离子液体选自1
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辛基咪唑氯盐、1
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癸基咪唑氯盐、1
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十二烷基咪唑氯盐、1,3
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二异丙基咪唑氯盐、1
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丁基
‑3‑
甲基咪唑氯盐、2
‑
氯
‑
1,3
‑
二甲基咪唑氯盐、1
‑
苄基
‑3‑
甲基咪唑氯盐、1
‑
苄基
‑
2,3
‑
二甲基咪唑氯盐、1
‑
乙烯基
‑3‑
甲基咪唑氯盐、1
‑
烯丙基
‑3‑
甲基咪唑氯盐中的至少一种；所述双三氟甲磺酰亚胺盐离子液体选自1
‑
苄基
‑3‑
甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1
‑
苄基
‑
2,3
‑
二甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1
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烯丙基
‑3‑
甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐中的至少一种。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤一中，氯盐离子液体和双三氟甲磺酰亚胺盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵佳，高攀，常仁芹，金春晓，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：