一种通过锂-氮气/氢气电池充放电循环电化学合成氨的方法技术

本发明专利技术公开了一种通过锂‑氮气/氢气电池充放电循环电化学合成氨的方法。本发明专利技术的合成氨的方法包括如下步骤：第一步，在放电条件下，Li和N<subgt;2</subgt;生成Li<subgt;3</subgt;N；第二步，在充电条件下，H<subgt;2</subgt;在催化剂的作用下发生氧化得到氢质子，氢质子与第一步制备得到的Li<subgt;3</subgt;N结合生成NH<subgt;3</subgt;。本发明专利技术可以在常温常压下合成氨，工艺简单，能够有效将大气中的氮气固定，减少化石能源的消耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电化学还原氮气制氨，具体涉及一种通过锂-氮气/氢气电池充放电循环电化学合成氨的方法。

技术介绍

1、氨(nh3)是化肥和含氮化合物的重要原料，被广泛应用于制药、化工、化肥，纤维等领域。传统氨气的合成方法是通过哈伯-博世(h-b)工艺在高温高压条件下(400-500℃，150-200大气压)制备，对反应装置要求严格，工艺繁琐，过程条件苛刻，积极探索出温和条件下固氮是科研工作者奋斗的目标。电化学合成氨通过质子耦合电子转移机制实现固氮，反应条件温和，工艺简单，成为了人们心目中理想的固氮方法。这种方法利用可再生能源作为电力资源，有望实现温和nh3生产。目前大多数电化学固氮方法是在水系条件下反应，工艺简单，易连续化，缺点是析氢副反应导致选择性偏低。迄今为止，最可靠的电化学策略之一是锂介导的电化学nh3合成，它能促进n2的活化，抑制析氢反应，是未来最有希望取代哈博工艺成为下一代人工固氮的理想新方法。目前锂介导电化学合成氨中质子转移率受限导致氨产量受限问题，通过利用多个装置把氮气还原和质子化分开来解决。此方法增加了生产成本。目前将氮气还原和质子化两个过程通本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种合成氨的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一步优选在无水无氧的环境中进行。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，第一步中，生成Li3N的反应如下述式1所示：

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述催化剂选自金属催化剂或金属氧化物催化剂。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述富锂有机电解液包括锂盐和有机溶剂。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂，选自碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、...

【技术特征摘要】

1.一种合成氨的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一步优选在无水无氧的环境中进行。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，第一步中，生成li3n的反应如下述式1所示：

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述催化剂选自金属催化剂或金属氧化物催化剂。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述富锂有机电解液包括锂盐和有机溶剂。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂，选自碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯(ec)、碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：王要兵，张祥，熊文平，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：