System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种P-CuCo/CF电催化材料的制备方法及其应用技术_技高网
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一种P-CuCo/CF电催化材料的制备方法及其应用技术

技术编号:43818465 阅读:13 留言:0更新日期:2024-12-27 13:31
本发明专利技术属于电催化材料技术领域,具体涉及一种P‑CuCo/CF电催化材料的制备方法及其应用。本发明专利技术首先将预处理后的泡沫铜作为导电衬底,以六水氯化钴水溶液作为电解液进行电沉积,待泡沫铜上形成一层电镀层,洗涤、干燥后,将上述材料置于氢气还原炉中还原,得到CuCo/CF,将NaH<subgt;2</subgt;PO<subgt;2</subgt;和得到的CuCo/CF分别置于管式炉的上游和下游,在氮气气氛下煅烧磷化,最终得到P‑CuCo/CF电催化材料。本发明专利技术得到的P‑CuCo/CF电催化材料在电催化硝酸盐还原合成氨中具有较好的催化效率,在‑0.9V vs.Ag/AgCl电压下,0.1M KNO<subgt;3</subgt;中,连续电解1小时,对氨的法拉第效率达到97.33%。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电催化材料,具体涉及一种p-cuco/cf电催化材料的制备方法及其应用。


技术介绍

1、近年来,硝酸盐电化学转化为氨已成为一个有前途的“绿色”替代haber-bosch氨生产的途径。这种方法提供了零碳过程的潜力,可以在环境条件下由可持续能源提供动力。同时,硝酸盐作为工业和农业活动中普遍存在的污染物,会引起水体严重的富营养化和藻类繁殖,威胁到氮循环的平衡。在这种情况下,利用无碳电力将有害硝酸盐转化为有价值的氨,体现了可持续发展的概念。

2、硝酸盐的电化学还原为氨是一个复杂的过程,涉及许多电化学步骤,导致形成各种中间体和潜在的副产物,包括n2、no和n2o。此外,该过程面临的一个重大挑战是竞争性析氢反应(her)的存在。考虑到her的理论起始电位,当施加电位越负时,析氢越有利,从而阻碍了no3rr产氨的速率。因此,高效催化剂的研发与制备对于将还原途径引向氨的选择性合成至关重要。


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p-cuco/cf电催化材的制备方法。

2、为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案为:

3、一种p-cuco/cf电催化材料的制备方法,包括如下步骤:

4、1)泡沫铜的预处理:将泡沫铜依次浸泡于浓盐酸、超纯水、乙醇中超声洗涤,氮气吹干后得到纯净的泡沫铜;

5、2)cuco/cf的制备:将步骤1)所得泡沫铜作为导电衬底,以六水氯化钴水溶液作为电解液进行电沉积,待泡沫铜上形成一层电镀层,洗涤、干燥,然后将干燥后的材料置于氢气还原炉中还原,得到cuco/cf;

6、3)p-cuco/cf的制备:将nah2po2置于管式炉的上游,将步骤2)所得cuco/cf置于管式炉的下游,在氮气环境中煅烧磷化得到p-cuco/cf,洗涤,干燥过夜。

7、进一步的,上述的制备方法,步骤1)中,所述浓盐酸的浓度为6m。

8、进一步的,上述的制备方法,步骤2)中,所述六水氯化钴水溶液的浓度为0.1m。

9、进一步的,上述的制备方法,步骤2)中,所述电沉积的电压为-0.9v vs.sce,电沉积的时间为600s。

10、进一步的,上述的制备方法,步骤2)中,所述还原的温度为350℃~450℃,还原的时间为2h,氢气还原炉的升温速度为5℃/min。

11、进一步的,上述的制备方法,步骤3)中,所述nah2po2的质量为100mg、200mg或300mg。

12、进一步的,上述的制备方法,步骤3)中,所述煅烧磷化的温度为250℃~350℃,时间为1h,升温速度为2℃/min。

13、进一步的,上述的制备方法,步骤3)中,所述干燥的温度为60℃。

14、上述任意一项所述的制备方法制备的p-cuco/cf电催化材料在电催化硝酸盐还原合成氨中的应用。

15、进一步的,上述应用,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,分别在阴极室和阳极室注入电解液,并在阴极室加入硝酸钾固体颗粒;直接以p-cuco/cf电催化材料为工作电极,铂网为对电极,ag/agcl为参比电极,电催化硝酸盐还原合成氨。

16、更进一步的,上述应用,硝酸钾在电解液中的浓度达到0.1m。

17、本专利技术的有益效果为:本专利技术提供的p-cuco/cf电催化材料在电催化硝酸盐还原合成氨中催化效率高、选择性好、性能稳定。在-0.9v vs.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97.33%。

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【技术保护点】

1.一种P-CuCo/CF电催化材料的制备方法,其特征在于,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,步骤1)中,所述浓盐酸的浓度为6M。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中,所述六水氯化钴水溶液的浓度为0.1M。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中,所述电沉积的电压为-0.9Vvs.SCE,电沉积的时间为600s。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中,所述还原的温度为350℃~450℃,还原的时间为2h,氢气还原炉的升温速度为5℃/min。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤3)中,所述NaH2PO2的质量为100mg、200mg或300mg。

7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤3)中,所述煅烧磷化的温度为250℃~350℃,时间为1h,升温速度为2℃/min。

8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤3)中,所述干燥的温度为60℃。

9.权利要求1-8中任意一项所述的制备方法制备的P-CuCo/CF电催化材料在电催化硝酸盐还原合成氨中的应用。

10.根据权利要求9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,分别在阴极室和阳极室注入电解液,并在阴极室加入硝酸钾固体颗粒;直接以P-CuCo/CF电催化材料为工作电极,铂网为对电极,Ag/AgCl为参比电极,电催化硝酸盐还原合成氨。

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【技术特征摘要】

1.一种p-cuco/cf电催化材料的制备方法,其特征在于,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,步骤1)中,所述浓盐酸的浓度为6m。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中,所述六水氯化钴水溶液的浓度为0.1m。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中,所述电沉积的电压为-0.9vvs.sce,电沉积的时间为600s。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中,所述还原的温度为350℃~450℃,还原的时间为2h,氢气还原炉的升温速度为5℃/min。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤3)中,所述nah2po2的质量为100mg、2...

【专利技术属性】
技术研发人员:夏立新罗静姜毅
申请(专利权)人:辽宁大学
类型:发明
国别省市:

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