【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源及电化学催化，具体涉及pd/pdo-tio2@2-meim/ppy/go纳米材料的制备方法及其在电催化氮氧化中的应用。
技术介绍
1、硝酸盐作为一种重要的工业产品广泛用于生产化肥、炸药、药品、染料和乳化剂，目前工业生产中通过haber-bosch(氨合成)和ostwald过程(氨氧化)法耦合制造。利用可再生能源驱动的电催化氮氧化反应(nor)电合成硝酸盐被认为是一种有前景的替代方法，并引起了广泛的研究兴趣。电催化nor过程的核心问题是设计和制备高效的nor电催化剂，由于n≡n键(941kjmol-1)难以活化和转化，以及氧气吸收反应(oer)的竞争，目前该领域的发展仍然迟缓。因此，在设计层面上如何优化电催化nor性能和制备高效的nor电催化剂仍然面临巨大挑战。
2、最近，一些研究探索的电催化剂展示出了有效的nor电活性，包括贵金属(ru、pd、pt)及其化合物、在掺杂碳纳米片上原子分散的铁基催化剂、尖晶石氧化物、janus fe-sno2、纳米多孔b13c2等。理论计算表明，电催化nor将n2转化为no3-通常包括两个主要步骤，包括惰性n2电化学转化为活性*no中间体的速率决定步骤和*o(由竞争性oer产生)与*no中间体结合转化为no3-的非电化学步骤。因此，除了考虑对n2的固有活化能力外，适当的oer电活性对于促进设计催化剂的整体电催化nor性能也是必不可少的。盲目抑制竞争oer不利于nor的非电化学步骤。
3、基于pd的出色n2活化能力和掺杂tio2的提高oer活性，在表面上选择
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一是提供一种价格低廉、催化性能高的pd/pdo-tio2@2-meim/ppy/go纳米材料。
2、本专利技术的目的之二是提供一种用pd/pdo-tio2@2-meim/ppy/go纳米材料制备的nor电催化修饰电极用于电催化氮氧化。
3、为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
4、pd/pdo-tio2@2-meim/ppy/go纳米材料，所含金属摩尔质量比，ti:pd＝10:1。
5、上述的pd/pdo-tio2@2-meim/ppy/go纳米材料的制备方法，包括如下步骤：
6、1)在超声辐射的条件下，将吡咯py原位化学聚合于go纳米片上，得ppy/go纳米片；
7、2)于n,n-二甲基甲酰胺中加入ppy/go纳米片和2-氯甲基咪唑啉盐酸盐，超声分散，再加入koh，超声分散后，转移到油浴中搅拌反应，离心，洗涤，真空干燥，得2-meim/ppy/go纳米材料；
8、3)取一个烧杯，加入2-meim/ppy/go和去离子水，超声分散；另外取一个烧杯，加入去离子水、taa、k2tif6和钯溶液，溶解后迅速加入到第一个烧杯中，磁力搅拌，装入反应釜中水热反应，离心，洗涤，干燥，最终得到pd/pdo-tio2@2-meim/ppy/go纳米材料。
9、进一步的，上述的制备方法，步骤1)中，所述go纳米片的制备方法如下：在三口瓶中加入67.5ml浓硫酸，加入2.0g高纯石墨及1.6g nano3，并搅拌均匀，保持体系温度小于5℃，向混合溶液中在一小时内缓慢持续加入9g kmno4，然后置于36℃水浴反应0.5h；室温静置两周后，用560ml 60℃水稀释，滴加h2o2至溶液呈现亮黄色，10000rpm下趁热离心、洗涤至中性后，50℃真空干燥，得go纳米片。
10、进一步的，上述的pd/pdo-tio2@2-meim/ppy/go纳米材料的制备方法，步骤2)中，所述油浴温度为60℃，反应时间为20h。
11、进一步的，上述的pd/pdo-tio2@2-meim/ppy/go纳米材料的制备方法，步骤3)中，所述水热反应为：在反应釜中在200℃下反应24h，且溶液体积占反应釜体积的1/2。
12、一种基于pd/pdo-tio2@2-meim/ppy/go纳米材料的nor电催化修饰电极，是以碳布为基底，将上述的pd/pdo-tio2@2-meim/ppy/go纳米材料附着在碳布上制成的nor电催化修饰电极。
13、上述的一种基于pd/pdo-tio2@2-meim/ppy/go纳米材料的nor电催化修饰电极的制备方法，包括如下步骤：
14、1)将pd/pdo-tio2@2-meim/ppy/go纳米材料超声分散于无水乙醇和nafion的混合溶液中，得分散均匀的复合修饰剂；
15、2)将分散均匀的复合修饰剂滴涂于干净的碳布表面，室温下自然晾干，得基于pd/pdo-tio2@2-meim/ppy/go纳米材料的nor电催化修饰电极。
16、进一步的，上述的一种基于pd/pdo-tio2@2-meim/ppy/go纳米材料的nor电催化修饰电极的制备方法，步骤1)中，按体积比，无水乙醇:nafion溶液＝92:8。
17、上述的基于pd/pdo-tio2@2-meim/ppy/go纳米材料的nor电催化修饰电极在电催化氮氧化中的应用。
18、进一步的，上述的应用，方法如下：将基于pd/pdo-tio2@2-meim/ppy/go纳米材料的nor电催化修饰电极作为工作电极，ag/agcl电极为参比电极，铂片电极为辅助电极，组成三电极系统，在0.1m氢氧化钾溶液中实现氮氧化反应。
19、本专利技术与现有技术相比，具有如下显著优点：
20、1、本专利技术制备的基于pd/pdo-tio2@2-meim/ppy/go纳米材料的nor电催化修饰电极，由于pd/pdo-tio2的存在，使得n2能够在纳米片表面的钛、钯元素的参与下氧化产生硝酸，实现了常温常压下的氮气氧化，减少能源消耗。
21、2、本专利技术制备的基于pd/pdo-tio2@2-meim/ppy/go纳米材料的nor电催化修饰电极，表现出了较强的电化学性能、较好的稳定性、较好的线性等优点。
22、3、本专利技术制备的基于pd/pdo-tio2@2-meim/ppy/go纳米材料的nor电催化修饰电极本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.Pd/PdO-TiO2@2-MeIm/PPy/GO纳米材料，其特征在于，所含金属摩尔质量比，Ti:Pd＝10:1。
2.权利要求1所述的Pd/PdO-TiO2@2-MeIm/PPy/GO纳米材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述GO纳米片的制备方法如下：在三口瓶中加入67.5mL浓硫酸，加入2.0g高纯石墨及1.6g NaNO3，并搅拌均匀，保持体系温度小于5℃，向混合溶液中在一小时内缓慢持续加入9g KMnO4，然后置于36℃水浴反应0.5h；室温静置两周后，用560mL 60℃水稀释，滴加H2O2至溶液呈现亮黄色，10000rpm下趁热离心、洗涤至中性后，50℃真空干燥，得GO纳米片。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述油浴温度为60℃，反应时间为20h。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述水热反应为：在反应釜中在200℃下反应24h，且溶液体积占反应釜体积的1/2。
6.一种基于Pd/Pd
7.权利要求6所述的一种基于Pd/PdO-TiO2@2-MeIm/PPy/GO纳米材料的NOR电催化修饰电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，按体积比，无水乙醇:Nafion溶液＝92:8。
9.权利要求6所述的基于Pd/PdO-TiO2@2-MeIm/PPy/GO纳米材料的NOR电催化修饰电极在电催化氮氧化中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，方法如下：将基于Pd/PdO-TiO2@2-MeIm/PPy/GO纳米材料的NOR电催化修饰电极作为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂片电极为辅助电极，组成三电极系统，在0.1M氢氧化钾溶液中实现氮氧化反应。
...【技术特征摘要】
1.pd/pdo-tio2@2-meim/ppy/go纳米材料，其特征在于，所含金属摩尔质量比，ti:pd＝10:1。
2.权利要求1所述的pd/pdo-tio2@2-meim/ppy/go纳米材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述go纳米片的制备方法如下：在三口瓶中加入67.5ml浓硫酸，加入2.0g高纯石墨及1.6g nano3，并搅拌均匀，保持体系温度小于5℃，向混合溶液中在一小时内缓慢持续加入9g kmno4，然后置于36℃水浴反应0.5h；室温静置两周后，用560ml 60℃水稀释，滴加h2o2至溶液呈现亮黄色，10000rpm下趁热离心、洗涤至中性后，50℃真空干燥，得go纳米片。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述油浴温度为60℃，反应时间为20h。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述水热反应为：在反应釜中在200℃下反应24h，且溶液体积占反应釜体积的1/...
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