一种sp&sp2杂化碳固载富含不饱和配位中心的Ru-Nx/C电催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属催化剂材料技术领域，具体公开一种sp&sp<supgt;2</supgt;杂化碳固载富含不饱和配位中心的Ru‑N<subgt;x</subgt;/C电催化剂及其制备方法和应用。Ru‑N<subgt;x</subgt;/C电催化剂的制备方法如下，将钌配合物溶解于甲醇中；将氢取代石墨炔气凝胶加入到钌配合物溶液中浸泡，减压蒸馏，置于焦耳加热仪中，在氩气氛围下碳化，降温得到Ru‑N<subgt;x</subgt;/C。与石墨烯和其他碳材料载体相比，该催化剂具有丰富的sp杂化碳和缺陷位点，增强了对氮气的吸附，进一步提高了Ru‑N<subgt;x</subgt;/C电催化氮还原反应活性。该催化剂具有活性位点所处催化微环境可调、对底物吸附和活化能力强、合成方法简单和稳定性好等优势，为实现水相中高效的电催化氮气还原合成氨提供了一种新材料及其制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属催化剂材料，一种sp&sp2杂化碳固载富含不饱和配位中心的ru-nx/c电催化剂及其制备方法及其在电催化合成氨中的应用。

技术介绍

1、氨是重要的化学品，在化工、肥料、燃料、能源等方面都有广泛的应用，但其工业生产仍依赖传统的haber-bosch(h-b)工艺，消耗大量的化石燃料并排放大量的二氧化碳。因此，开发绿色高效的合成氨新工艺势在必行。电催化氮还原合成氨是以绿电为驱动力，在常温常压下以水为质子源实现从氮气到氨的转化。该方法不使用化石能源，符合碳中和理念，是最有望代替h-b法的合成氨新方法。

2、迄今为止，电催化氮气还原合成氨的氨产率一般在10-30μg·h-1·mg-1cat，法拉第效率在10％-20％之间，距离工业化应用还有很大差距。设计构筑高效且稳定的电催化剂是提升电催化合成氨性能的关键和核心，也是电催化氮还原合成氨工艺实用化的必经之路。目前，在众多金属基催化剂中，钌(ru)是最有应用前景的氮还原电催化剂。然而，如何提高其氮还原活性并有效抑制析氢副反应是亟待解决的难题。基于此，我们设计构筑了一种含有不饱和配位中心r本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种sp&sp2杂化碳固载富含不饱和配位中心的Ru-Nx/C电催化剂，其特征在于，制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种sp&sp2杂化碳固载富含不饱和配位中心的Ru-Nx/C电催化剂，其特征在于：步骤1)和步骤2)中，1，3，5-三炔基苯：CuCl：吡啶为30mg：2-3mg：2mL。

3.根据权利要求1所述的一种sp&sp2杂化碳固载富含不饱和配位中心的Ru-Nx/C电催化剂，其特征在于：步骤3)中，恒温水浴锅反应温度为60℃，反应时间为72h。

4.根据权利要求1所述的一种sp&;sp2杂化碳固载富...

【技术特征摘要】

1.一种sp&sp2杂化碳固载富含不饱和配位中心的ru-nx/c电催化剂，其特征在于，制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种sp&sp2杂化碳固载富含不饱和配位中心的ru-nx/c电催化剂，其特征在于：步骤1)和步骤2)中，1，3，5-三炔基苯：cucl：吡啶为30mg：2-3mg：2ml。

3.根据权利要求1所述的一种sp&sp2杂化碳固载富含不饱和配位中心的ru-nx/c电催化剂，其特征在于：步骤3)中，恒温水浴锅反应温度为60℃，反应时间为72h。

4.根据权利要求1所述的一种sp&sp2杂化碳固载富含不饱和配位中心的ru-nx/c电催化剂，其特征在于：步骤6)中，所述的钌配合物为二氯二联吡啶钌[ru(bpy)2]cl2或三联吡啶钌[ru(bpy)3]cl2。

5.根据权利要求4所述的一种sp&sp2杂化碳固载富含不饱和配位中心的ru-nx/c电催化剂，

6.根据权利要求5所述的一种sp&sp2杂化碳固载富含不饱和配位...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙颖，孙卓莹，张薇，房蕴珂，邱介山，
申请(专利权)人：辽宁大学，
类型：发明
国别省市：