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Cu-Co基电催化材料的制备方法及其应用技术

技术编号:41129698 阅读:3 留言:0更新日期:2024-04-30 17:58
本发明专利技术公开一种Cu‑Co基电催化材料的制备方法及其应用。本发明专利技术采用绿色、简易的浸渍法制备Cu‑Co基电催化材料。首先将乙酸铜溶解于去离子水,形成乙酸铜溶液;向其中加入六羟基三亚苯水合物和N,N‑二甲基甲酰胺,超声均匀后,转入烘箱中,离心,洗涤,干燥,得到的深蓝色沉淀与钴盐分散于水中搅拌,离心,干燥,洗涤。将上述的材料在硼氢化钠溶液中搅拌至气泡消失,离心,洗涤,干燥,得到Cu‑Co基电催化材料。本发明专利技术提供的Cu‑Co基电催化材料在硝酸盐还原合成氨中有较高的催化效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电催化材料领域,特别涉及一种cu-co基电催化材料的制备方法及其应用。


技术介绍

1、硝酸盐阴离子(no3-)广泛存在于工农业废水中,对人类健康和生态平衡构成真实的潜在威胁,尤其是其不完全转化为亚硝酸盐(no2-)时,亚硝酸盐被认为是致癌物质,可引起肝损伤和高铁血红蛋白血症。将no3-转化为氮气(n2)的传统生物处理,包括硝化和反硝化过程,是能源密集型(~11.7至12.5kwh kgn-1)的反应。实际上,从工业的角度来看,将no3-还原为nh3已经引起了极大的兴趣,因为nh3是用于合成药物、肥料、染料、塑料等非常重要的工业化学品,并且也被认为是用于氢的储存/释放的无碳氢载体。迄今为止,nh3的工业合成严重依赖于不可持续和生态不友好的haber-bosch路线,其需要苛刻的条件,即,高温(400-600℃)和高压(200-350atm),严重依赖化石能源。haber-bosch工艺产生的二氧化碳总量约占全球二氧化碳年排放量的1.2%,超过任何其他工业化学品合成。

2、由绿色能源提供动力的电催化还原no3-为nh3的技术受到越来越多的关注,并被认为是haber-bosch过程的可持续补充过程。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种催化效率高,选择性高,性能稳定的cu-co基电催化材料的制备方法。

2、本专利技术采用的技术方案是:cu-co基电催化材料的制备方法,包括如下步骤:

3、1)将铜盐溶于去离子水中,搅拌得到铜盐溶液,向其中加入六羟基三亚苯水合物和n,n-二甲基甲酰胺,超声均匀后,于80~90℃加热12~14h,冷却后,洗涤,烘干,得中间产物;

4、2)将步骤1)所得中间产物和钴盐分散于去离子水中,搅拌4~5h,离心,洗涤,干燥;

5、3)将步骤2)所得到的产物分散于硼氢化钠溶液中,搅拌至气泡消失为止,离心,洗涤,干燥,得到cu-co基电催化材料。

6、优选的,所述铜盐为乙酸铜。

7、优选的,所述钴盐为乙酸钴。

8、本专利技术提供的cu-co基电催化材料在电催化硝酸盐还原合成氨中的应用。

9、优选的,方法如下:采用h型电解池和三电极工作系统,以0.5m k2so4为电解液,阴极室和阳极室分别注入电解液,并在阴极室中加入硝酸钾;以滴加cu-co基电催化材料的碳纸为工作电极,铂网为对电极,ag/agcl为参比电极,进行电催化反应。

10、优选的,电催化反应,线性扫描伏安的扫描速率为0.05vs-1。

11、本专利技术的有益效果是:本专利技术提供的cu-co基电催化材料电催化材料催化效率高,选择性高,性能稳定。

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【技术保护点】

1.Cu-Co基电催化材料的制备方法,其特征在于,制备方法包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述铜盐为乙酸铜。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述钴盐为乙酸钴。

4.按照权利要求1、2或3所述的方法制备的Cu-Co基电催化材料在电催化硝酸盐还原合成氨中的应用。

5.根据权利要求4述应用,其特征在于,方法如下:采用H型电解池和三电极工作系统,以0.5M K2SO4为电解液,阴极室和阳极室分别注入电解液,并在阴极室中加入硝酸钾;以滴加Cu-Co基电催化材料的碳纸为工作电极,铂网为对电极,Ag/AgCl为参比电极,进行电催化反应。

6.根据权利要求5所述的应用,其特征在于,电催化反应,线性扫描伏安的扫描速率为0.05Vs-1。

【技术特征摘要】

1.cu-co基电催化材料的制备方法,其特征在于,制备方法包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述铜盐为乙酸铜。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述钴盐为乙酸钴。

4.按照权利要求1、2或3所述的方法制备的cu-co基电催化材料在电催化硝酸盐还原合成氨中的应用。

5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:姜毅刘宇欣夏立新
申请(专利权)人:辽宁大学
类型:发明
国别省市:

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