【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于合成氨，涉及一种氮氢合成氨的方法，尤其涉及一种基于气-液界面的氮氢合成氨的方法。
技术介绍
1、氨是全球产量第二大的化学品，是一种重要的化工原料，在化肥、炸药、纤维和塑料的合成中具有重要作用。此外，其具有高体积能量密度和易液化的特性，有望发展成一种重要的绿色燃料。
2、目前，氨的工业化合成是在催化剂作用下，使用氢气和氮气为原料在1×107-6×107pa，400-600℃条件下实现的，其所需的高温高压条件对设备要求高，极为耗能，生产成本高昂。cn116081640a公开了一种绿氨的合成方法及装置，该方法将具有一定压力的氮气和水蒸气混合，在光热耦合催化剂、温度和光照条件下发生光热耦合催化反应，生成绿氨。该方法降低了合成氨所需的温度和压强，但还需要组分多，成本较高的贵金属作为催化剂。
3、研究发现，微纳尺度弯曲气-液界面上存在丰富的自由基，如微纳气泡(j.phys.chem.b 2007,111,1343-1347)及微液滴(proc natl acad sci u s a 2022,119:e2200991119)表面存在着自发形成的羟基自由基。利用气-液界面丰富的自由基有望实现氨的合成及应用。
4、cn116924432a公开了一种基于水和氮气微液滴气-液界面限域催化反应的绿氨制备方法，该方法将水和调节剂混合，调节剂选自纳米材料、导电聚合物或具有氧化还原性的无机盐，将水溶液生成微液滴，在微液滴的喷雾端形成氮气氛围，使水和微液滴生成氨。但该方法仍需加入含有贵金属的调节剂进行辅助转化
5、因此，亟需开发基于绿色、低成本的氨生产替代工艺。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于气-液界面的氮氢合成氨的方法，利用气-液界面自由基，降低合成氨反应活化能，实现氮氢常温常压直接合成氨。
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种基于气-液界面的氮氢合成氨的方法，所述方法包括如下步骤：
4、将氮气和氢气混合，形成混合气，将混合气在液体中形成微纳气泡，微纳气泡中的氮气和氢气借助气-液界面的自由基反应生成氨。
5、本专利技术提供的氮氢合成氨的方法，以氮气和氢气为反应源，借助微纳气泡中气-液界面的羟基自由基转化为氮氢原子或相应的自由基，直接在常温常压下合成氨，相较于微液滴，微纳气泡内部压力极大，拥有极大的内表面积，转化效果好，效率高，且无需贵重金属或其他非均相催化剂，减少了催化剂的使用，反应过程简便，反应条件温和，易于操作，实现氨的全绿色、无催化、常温常压合成。
6、优选地，所述微纳气泡的尺寸为0.01-10μm，例如可以是0.01μm、0.05μm、0.1μm、0.5μm、1μm、2μm、4μm、5μm、6μm、8μm或10μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
7、优选地，所述微纳气泡采用微纳气泡发生器形成。
8、优选地，所述微纳气泡发生器中，混合气的操作压力为0.1-1mpa，例如可以是0.1mpa、0.2mpa、0.4mpa、0.5mpa、0.6mpa、0.8mpa或1mpa，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
9、优选地，所述微纳气泡发生器中，混合气的流量为10-100ml/min，例如可以是10ml/min、20ml/min、40ml/min、50ml/min、60ml/min、80ml/min或100ml/min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
10、优选地，所述方法还包括：将形成微纳气泡的液体与酸液混合，将氨转化为铵根离子。
11、优选地，所述酸液包括盐酸。
12、优选地，所述酸液的质量分数为0.01-0.1％，例如可以是0.01％、0.02％、0.04％、0.05％、0.06％、0.08％或0.1％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
13、优选地，所述氨的检测方法包括水杨酸-次氯酸盐分光光度法、纳氏试剂分光光度法、滴定法或氨气敏传感器法的任意一种或至少两种的组合。
14、相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
15、本专利技术提供的氮氢直接合成氨的方法，是以氮气和氢气为反应源，借助微纳气泡气-液界面的自由基直接在常温常压下合成氨，无需任何催化剂，反应过程简便，反应条件温和，易于操作，可实现氨的全绿色、无催化、常温常压合成。
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1.一种基于气-液界面的氮氢合成氨的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微纳气泡的尺寸为0.01-10μm。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述微纳气泡采用微纳气泡发生器形成。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述微纳气泡发生器中，混合气的操作压力为0.1-1MPa。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述微纳气泡发生器中，混合气的流量为10-100mL/min。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述液体包括水。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将反应后的液体与酸液混合，将氨转化为铵根离子。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述酸液包括盐酸。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述酸液的质量分数为0.01-0.1％。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述氨的检测方法包括水杨酸-次氯酸盐分
...【技术特征摘要】
1.一种基于气-液界面的氮氢合成氨的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微纳气泡的尺寸为0.01-10μm。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述微纳气泡采用微纳气泡发生器形成。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述微纳气泡发生器中，混合气的操作压力为0.1-1mpa。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述微纳气泡发生器中，混合气的流量为10-100ml/min。
6.根据权利要求1-...
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