一种超亲水高活性硝酸根还原制氨工作电极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超亲水高活性硝酸根还原制氨工作电极及其制备方法，将超亲水高活性工作电极材料分散于去离子水和Nafion溶液中，得到墨水；将墨水均匀涂覆于导电碳纸上得到超亲水高活性硝酸根还原制氨工作电极。电极材料由下述方法制成：将含碳材料分散于去离子水中形成悬浮液，向悬浮液中加入多酚类化合物、金属盐和缓冲溶液后涡旋；涡旋后的悬浮液通过洗涤，离心分离出固体材料并冷冻干燥，即得到超亲水高活性电极材料；多酚类化合物选自鞣酸、没食子酸、儿茶素、花青素、氨基酸、多酚酰胺或苯酚中的一种。将本发明专利技术的工作电极应用于硝酸根还原制氨中表现出较高的氨产率和高的法拉第效率，整个反应在常温常压下进行，适合大规模生产应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电催化，尤其是一种超亲水高活性硝酸根还原制氨工作电极及其制备方法。

技术介绍

1、氨作为世界上最大的化工产品，不仅可作为清洁能源代替化石燃料，也在农业、工业和医学领域里发挥巨大作用。目前，氨的大规模生产90％依赖于传统的哈伯-博施法(harber-bosch)法，即在高温高压下在铁基催化剂表面合成氨。但该工艺所需条件复杂，消耗能源巨大，且会产生大量二氧化碳，给环境造成了严重影响。相比之下，电化学还原系统可以在室温条件下利用均相或多相催化剂快速、高效、稳定地将水中硝酸根、亚硝酸根或氮气还原成氨。

2、将硝酸盐电还原成氨，既可减轻环境污染，也为可持续氨生产大大节约能源。选择硝酸根还原合成氨的优点为：(1)亚硝酸盐具有更好的水溶性以及更低的氮氧键能；(2)亚硝酸盐是水体最常见污染之一，电催化硝酸根还原合成氨是经济和环保途径下的理想选择。但硝酸根还原反应复杂，硝酸根还原合成氨过程是一个八电子传递反应，速率很慢，硝酸根特有的平面共振结构降低了其阴极吸附、抬高了转化过程能垒。而且目前也缺乏高效且合成工艺简单的电催化电极进行选择性合成氨。...

【技术保护点】

1.一种超亲水高活性硝酸根还原制氨工作电极的制备方法，其特征在于，将超亲水高活性电极材料分散于去离子水和Nafion溶液中，得到墨水；将墨水均匀涂覆于导电碳纸上得到超亲水高活性硝酸根还原制氨工作电极；

2.如权利要求1所述的超亲水高活性硝酸根还原制氨工作电极的制备方法，其特征在于，所述缓冲溶液为3-(N-吗啡啉)丙磺酸缓冲溶液或磷酸盐缓冲溶液。

3.如权利要求1所述的超亲水高活性硝酸根还原制氨工作电极的制备方法，其特征在于，所述含碳材料为疏水含碳材料或多孔含碳材料。

4.如权利要求3所述的超亲水高活性硝酸根还原制氨工作电极的制备方法，其特征在于，所述含...

【技术特征摘要】

1.一种超亲水高活性硝酸根还原制氨工作电极的制备方法，其特征在于，将超亲水高活性电极材料分散于去离子水和nafion溶液中，得到墨水；将墨水均匀涂覆于导电碳纸上得到超亲水高活性硝酸根还原制氨工作电极；

2.如权利要求1所述的超亲水高活性硝酸根还原制氨工作电极的制备方法，其特征在于，所述缓冲溶液为3-(n-吗啡啉)丙磺酸缓冲溶液或磷酸盐缓冲溶液。

3.如权利要求1所述的超亲水高活性硝酸根还原制氨工作电极的制备方法，其特征在于，所述含碳材料为疏水含碳材料或多孔含碳材料。

4.如权利要求3所述的超亲水高活性硝酸根还原制氨工作电极的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯静，郎港，蒋珍菊，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：