一种碳布负载Ni基MOF材料Ni-PMDA电极的制备方法及其在电化学合成尿素中的应用技术

本发明专利技术涉及一种碳布负载Ni基MOF材料Ni‑PMDA电极的制备方法及其在电化学合成尿素中的应用。将Ni(NO<subgt;3</subgt;)<subgt;2</subgt;·6H<subgt;2</subgt;O分散于THF中形成金属盐溶液，将PMDA分散于THF中形成配体分散液，随后将PMDA分散液逐滴加入Ni金属盐溶液中，混合液超声处理并转移至特氟龙高压反应器中，加热至120℃并保持48h，冷却至室温后取出，经抽滤、干燥、研磨处理得到Ni‑PMDA催化剂粉末，得到一种原料简单、合成方便、性能稳定的Ni基MOF催化材料。将该催化材料配制成油墨，涂抹在碳布上，制备出还原电极，该电极用于电催化产尿素在‑0.4V v.s.RHE下达到29.31％的法拉第效率，并达到最高2.703mmol h<supgt;‑1</supgt;mg<supgt;‑1</supgt;的尿素产率。该材料具有较高法拉第效率和产率，在电化学C‑N耦合合成尿素领域有着广阔应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电催化，具体涉及一种碳布负载ni基mof材料ni-pmda电极的制备方法及其在电化学合成尿素中的应用。

技术介绍

1、1828年，维勒人工合成了尿素，打破了有机化合物的生命力学说。在农业领域，尿素作为一种氮基肥料，促进了粮食增产，保证人类粮食供应；在工业领域，尿素是脲醛树脂、聚氨酯、化妆品等多种化学品的生产原料。传统的尿素合成方法是通过传统haber-bosch工艺合成氨，再进一步生成尿素等含氮化学品，该合成方法需高温(350℃)高压(10mpa)环境，能源消耗大，排放出的co2危害大，废水废气处理成本高。目前全球尿素年产量超过1.8亿吨，占全球能源消耗量的1％，每年排放co2废气超过两亿吨，亟待寻找节能高效的尿素合成方法。

2、利用含氮废物(硝酸盐、腈、氮氧化物)与co2进行电催化c-n耦合生产尿素是近年来广受关注的尿素合成新方法，在富含no3-1的液体中通入co2，并施加适当的过电位，在电催化剂作用下一步法合成尿素，相比于传统工业方法，该法具有能耗低、操作简单、清洁环保等优势。实现尿素高效产出的关键是开发催化活性高、选择性好、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碳布负载Ni基MOF材料Ni-PMDA电极，其特征在于，所述碳布负载Ni基MOF材料是以Ni(NO3)2·6H2O中的Ni金属为中心原子，以分散液中的PMDA为配体。

2.一种碳布负载Ni基MOF材料Ni-PMDA电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，Ni(NO3)2·6H2O的用量为0.16mmol，溶解于30mL THF；PMDA的用量为0.6mmol，溶解于10mL THF。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述超声分散时间为10min。

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【技术特征摘要】

1.一种碳布负载ni基mof材料ni-pmda电极，其特征在于，所述碳布负载ni基mof材料是以ni(no3)2·6h2o中的ni金属为中心原子，以分散液中的pmda为配体。

2.一种碳布负载ni基mof材料ni-pmda电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，ni(no3)2·6h2o的用量为0.16mmol，溶解于30ml thf；pmda的用量为0.6mmol，溶解于10ml thf。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述超声分散时间为10min。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述水热反应温度为120℃，反应时间为48h。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述ni基mof材料粉末、膜溶液、2-炔黑、异丙醇、超...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯大明，吕正豪，马天翼，
申请(专利权)人：辽宁大学，
类型：发明
国别省市：

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