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【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-tio2-x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-tio2-x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-tio2-x电催化材料的制备方法,包括如下步骤:
3、1)将二氧化钛纳米片分散于
4、2)将步骤1)所得cu-tio2在氢气还原炉中,200℃下还原2~3h,得到cu-tio2-x。
5、优选的,所述二氧化钛纳米片的制备方法包括如下步骤:搅拌下,将氢氟酸逐滴缓慢加入到钛酸四丁酯溶液中,滴加结束后,混合搅拌4~5h,至溶液呈胶体状后移入反应釜中,在180℃下水热反应35~37h,所得白色沉淀在0.1m的氢氧化钠溶液中搅拌8~9h后,离心,用去离子水和无水乙醇洗涤,在60℃下过夜干燥,得到二氧化钛纳米片。
6、优选的,所述氢氟酸的浓度为40%。
7、优选的,所述铜盐为乙酸铜。
8、优选的,所述铜盐的加入量为二氧化钛纳米片质量的2%~12%。
9、本专利技术提供的cu-tio2-x电催化材料在电催化硝酸盐还原合成氨中的应用。
10、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盐;以滴加cu-tio2-x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。
11、优选的,线性扫描伏安的扫描速率为0.05vs-1。
12、本专利技术的有益效果是:本专利技术采用绿色、简易的浸渍法制备二氧化钛负载零价铜催化剂。本专利技术提供的cu-tio2-x电催化材料催化效率高,选择性高,性能稳定。在-1.6vvs.ag/agcl电压下,0.1m kno3中,连续电解1小时,对氨的法拉第效率达到92.1%,产率为1186umol mgcat h-1。
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1.Cu-TiO2-X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,所述二氧化钛纳米片的制备方法包括如下步骤:搅拌下,将氢氟酸逐滴缓慢加入到钛酸四丁酯溶液中,滴加结束后,混合搅拌4~5h,至溶液呈胶体状后移入反应釜中,在180℃下水热反应35~37h,所得白色沉淀在0.1M的氢氧化钠溶液中搅拌8~9h后,离心,用去离子水和无水乙醇洗涤,在60℃下过夜干燥,得到二氧化钛纳米片。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述氢氟酸的浓度为40%。
4.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。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述铜盐的加入量为二氧化钛纳米片质量的2%~12%。
6.根据权利要求1所述的方法制备的Cu-TiO2-X电催化材料在电催化硝酸盐还原合成氨中的应用。
7.根据权利要求6所述应用,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
8.根据权利要求7所述应用,其特征在于,线性扫描伏安的扫描速率为0.05Vs-1。
...【技术特征摘要】
1.cu-tio2-x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,所述二氧化钛纳米片的制备方法包括如下步骤:搅拌下,将氢氟酸逐滴缓慢加入到钛酸四丁酯溶液中,滴加结束后,混合搅拌4~5h,至溶液呈胶体状后移入反应釜中,在180℃下水热反应35~37h,所得白色沉淀在0.1m的氢氧化钠溶液中搅拌8~9h后,离心,用去离子水和无水乙醇洗涤,在60℃下过夜干燥,得到二氧化钛纳米片。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述氢氟酸的浓度为40%。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述铜盐...
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