一种偶极子有序排列的催化剂用于锂介导合成氨的方法技术

本发明专利技术公开了一种偶极子有序排列的催化剂用于锂介导合成氨的方法，涉及固体‑电解质膜领域，解决了现有电化学锂介导合成氨技术依旧面临着产率低、选择性差的问题，现提出如下方案，其包括通过催化剂热还原方式，使钛酸钡产生有序偶极子，将其作为工作电极，实现对电解液中阴离子的选择性吸附，从而达到精准调控固体‑电解质界面的成分，促进电解液中锂离子的传输，石墨棒作为对电极，银/氯化银作为参比电极，构建三电极体系；该体系通过精准调控固体‑电解质界面的氟化锂的成分，促进锂介导合成氨性能，实验结果表明，该体系可实现较高的产氨速率和法拉第效率，实现了有机体系中高效合成氨。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固体-电解质膜领域，尤其是涉及一种偶极子有序排列的催化剂用于锂介导合成氨的方法。

技术介绍

1、氨是全球最重要的化合物之一，可用于制备肥料支撑全球人口的快速增长，化工产品原料、储氢燃料等。近年来其产能逐渐增加，全球供应能力已超过1.7亿吨。目前，传统工业中生产氨主要使用哈伯法。但该过程需要极其苛刻的反应条件：高温(至少400℃)、高压(150-200bar)。不仅如此，该工艺消耗的能源、排放的二氧化碳是不能忽略的问题，需要革新传统的合成氨工艺。

2、电化学锂介导合成氨技术是目前唯一有望实现工业化的方法。锂的参与有效突破了固氮动力学，与水相体系相比，有机体系利于产物氨的分离。该技术绿色清洁、反应条件温和，实现了常温常压下合成氨。

3、最近，锂介导合成氨取得了重要的进展(joule.2022,6,2083-2101；nature,2022,609,722–727；angew.chem.int.ed.2024,63,e202311413)，专利cn117185907和cn117185907也报道了不同电解液和电解装置实现了高本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种偶极子有序排列的催化剂用于锂介导合成氨的方法，其特征在于：制备偶极子有序排列的钛酸钡并作为工作电极，实现对电解装置的电解液中阴离子的选择性吸附，使得固体-电解质界面中存在丰富的氟化锂成分，提高电解液中锂离子的传输速率，快速高效地实现锂介导合成氨性能。

2.根据权利要求1所述一种偶极子有序排列的催化剂用于锂介导合成氨的方法，其特征在于：制备偶极子有序排列的钛酸钡时，使用纳米钛酸钡作为底物，硼氢化钠作为还原剂，二者研磨后经管式炉煅烧一定温度产生氧空位，诱导菱方相生成，产生有序排列的偶极子。

3.根据权利要求2所述一种偶极子有序排列的催化剂用于锂介导合成氨的方法...

【技术特征摘要】

1.一种偶极子有序排列的催化剂用于锂介导合成氨的方法，其特征在于：制备偶极子有序排列的钛酸钡并作为工作电极，实现对电解装置的电解液中阴离子的选择性吸附，使得固体-电解质界面中存在丰富的氟化锂成分，提高电解液中锂离子的传输速率，快速高效地实现锂介导合成氨性能。

2.根据权利要求1所述一种偶极子有序排列的催化剂用于锂介导合成氨的方法，其特征在于：制备偶极子有序排列的钛酸钡时，使用纳米钛酸钡作为底物，硼氢化钠作为还原剂，二者研磨后经管式炉煅烧一定温度产生氧空位，诱导菱方相生成，产生有序排列的偶极子。

3.根据权利要求2所述一种偶极子有序排列的催化剂用于锂介导合成氨的方法，其特征在于：所述纳米钛酸钡、硼氢化钠的质量比为1：0.1～16。

4.根据权利要求3所述一种偶极子有序排列的催化剂用于锂介导合成氨的方法，其特征在于：所述研磨时间为30-60min。

5.根据权利要求4所述一种偶极子有序排列的催化剂用于锂介导合成氨...

【专利技术属性】
技术研发人员：原孟磊，段芳颖，张光晋，徐鹏竣，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：