一种用于高效选择性电化学氮还原的金属掺杂调节TiO2的催化剂及其应用制造技术

一种用于高效选择性电化学氮还原的过渡金属M‑TiO<subgt;2</subgt;催化剂及其应用，将钛酸四丁酯和过渡金属M盐添加到无水乙醇中，并在室温下搅拌36～60小时，其中钛酸四丁酯和过渡金属M盐以及无水乙醇的摩尔比为6～12：0.25～1.5：430～600，然后分离所得沉淀物，洗涤并干燥；获得过渡金属M重量掺杂量为X％的过渡金属M‑TiO<subgt;2</subgt;；在空气中以5℃·min<supgt;‑1</supgt;的升温速率在500～700℃下退火1.5～2.5小时，获得过渡金属M‑TiO<subgt;2</subgt;催化剂。过渡金属元素掺杂TiO<subgt;2</subgt;可以诱发相变工程，且掺杂后的TiO<subgt;2</subgt;产生了更丰富的氧空位，可以实现在环境条件下提升将氮气电催化还原为氨。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电化学领域，尤其指fe掺杂调节tio2的相变和缺陷用于高效选择性电化学氮还原方法。

技术介绍

1、氨在生产化肥和工业燃料等化学产品的化学原料中发挥着重要作用，由于其高的氢含量(17.6wt％)和能量密度(4.32kwh h-1)，它也是重要的清洁能源载体。传统的哈伯-博施工艺在高温高压下生产氨会排放大量的温室气体。而电催化氮还原以其低能耗、反应可控、设备简单以及在环境条件下可持续的技术优势，被广泛认为是一种极具吸引力的方法。对于电催化氮还原，贵金属表现出高效的催化活性，但昂贵的成本、稀缺的资源和析氢反应等严重限制了其大规模应用。因此，开发高效的非贵金属氮还原催化剂是当务之急，但这仍然是一个巨大的挑战。

2、钛基材料凭借其与n原子结合的能力强于与h原子结合的能力这一特性，在电催化氮还原方向显示出非常大的潜力。其中tio2作为一种典型的n型半导体，由于其生物相容性、化学稳定性和来源丰富性而在催化领域得到了广泛的应用。但tio2也存在导电性差、活性位点少的问题。

技术实现思路>

1、本专利技本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于高效选择性电化学氮还原的过渡金属M-TiO2催化剂，其特征在于：

2.如权利要求1所述的一种用于高效选择性电化学氮还原的过渡金属M-TiO2催化剂，其特征在于：所述过渡金属M掺杂量X％为0.5％～2.0％。

3.如权利要求1所述的一种用于高效选择性电化学氮还原的过渡金属M-TiO2催化剂，其特征在于：所述过渡金属M为Fe，其掺杂量X％为1.5％。

4.一种用于高效选择性电化学氮还原的过渡金属M-TiO2催化剂电极，其特征在于：将权利要求1至3任一项的过渡金属M-TiO2催化剂2mg分散在950μL无水乙醇和50μL Nafion溶液的混合溶...

【技术特征摘要】

1.一种用于高效选择性电化学氮还原的过渡金属m-tio2催化剂，其特征在于：

2.如权利要求1所述的一种用于高效选择性电化学氮还原的过渡金属m-tio2催化剂，其特征在于：所述过渡金属m掺杂量x％为0.5％～2.0％。

3.如权利要求1所述的一种用于高效选择性电化学氮还原的过渡金属m-tio2催化剂，其特征在于：所述过渡金属m为fe，其掺杂量x％为1.5％。

4.一种用于高效选择性电化学氮还原的过渡金属m-tio2催化剂电极，其特征在于：将权利要求1至3任一项的过渡金属m-tio2催化剂2mg分散在950μl无水乙醇和50μl nafion溶液的混合溶液中，并使用超声波清洗机进行超声处理20～30分钟，以形成均匀的悬浮液；将100μl该悬浮液滴在碳纸上且真空干燥以得到电极，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌云，谢慧琪，
申请(专利权)人：闽南师范大学，
类型：发明
国别省市：