【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电化学废水脱硝和清洁产氨，具体涉及一种氢氧化物负载贵金属颗粒的复合催化剂及其制备方法，本专利技术还涉及所述复合催化剂在电化学脱硝产氨反应中的应用。
技术介绍
1、全球范围内，水源中的氮污染问题日益严峻，氮污染水平已超出水中微生物所能处理的极限。当环境中氧气充足时，排放至水体中的氮污染物质往往转化为硝酸根离子(no3-)形态。no3-浓度是评估水生生态系统污染程度的一个重要指标，高浓度no3-会破坏水生生态平衡。no3-的主要来源包括农业使用的氮肥、氮氧化物(nox)燃烧产生的酸雨、动物排泄物以及含有no3-的生活污水和工业废水。饮用水中no3-浓度过高可能引发多种健康问题，包括癌症、肝脏损伤和蓝婴综合症。为了降低这些潜在的健康风险，美国环保署(epa)规定饮用水中硝酸盐氮(no3--n)浓度不高于10ppm。
2、在工业废水脱硝领域，生物脱硝和化学还原法是两种主要的处理技术。生物脱硝利用微生物将硝酸盐转化为氮气，这一方法虽然环境友好，但受限于反应速率慢和对环境条件的敏感性，同时可能产生有害的中间产物。而化学还原法则通过化学还原剂将硝酸盐还原，尽管能够快速降低硝酸盐浓度，但往往成本较高，且可能引入新的污染物，对环境和操作人员构成潜在风险。因此，这两种方法都面临着效率、成本和环境影响之间的平衡问题，亟需开发出更高效、经济和环保的脱硝技术。
3、电化学脱硝作为一种新兴的技术，因其能够在常温常压下操作、无需额外的化学还原剂，且能够直接将硝酸盐转化为氨，显示出了巨大的潜力和优势。这种方法不仅能有效处理
4、因此，面向工业废水综合处理和清洁高效合成氨的重大需求，研发兼具高活性、高选择性以及高稳定性的新型电催化材料是目前的研究重点和难点。
技术实现思路
1、因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的催化剂活性低的缺陷，从而提供一种氢氧化物负载贵金属颗粒的复合催化剂的制备方法，采用自腐蚀方法通过自发进行的氧化还原反应，在金属基底上原位合成氢氧化物负载贵金属颗粒的复合结构。
2、进一步地，本专利技术还提供了氢氧化物负载贵金属颗粒的复合催化剂在电化学脱硝产氨反应中的应用。
3、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
4、一种氢氧化物负载贵金属颗粒的复合催化剂，所述复合催化剂包括泡沫金属基底，所述泡沫金属基底表面结晶有金属氢氧化物纳米片阵列，所述的金属氢氧化物纳米片阵列表面附着贵金属颗粒。
5、所述的泡沫金属基底为泡沫镍、泡沫钴或泡沫铁，所述的金属氢氧化物纳米片阵列分别对应为氢氧化镍纳米片阵列、氢氧化钴纳米片阵列、氢氧化铁纳米片阵列。
6、所述贵金属颗粒为钌、银、钯、金或铑。
7、一种所述复合催化剂的制备方法，包括以下步骤：
8、将预处理后的泡沫金属基底浸泡贵金属盐溶液中，搅拌10～30分钟后，清洗干净，真空干燥后得到氢氧化物负载贵金属颗粒的复合催化剂。
9、所述的泡沫金属为泡沫金属选自泡沫镍、泡沫钴或泡沫铁。
10、所述贵金属盐为氯化钌、硝酸银、氯化钯、氯化金或氯化铑中的一种，所述贵金属盐溶液浓度为2.5～10mm。
11、所述的搅拌的速度400～800rpm，所述真空干燥的温度50～70℃，真空干燥时间6～18小时。
12、所述泡沫金属基底预处理方法是将泡沫金属基底在体积浓度10～30％的盐酸溶液中超声处理后清洗干净，除去表面氧化物。
13、将预处理后的泡沫金属基底浸泡贵金属盐溶液中，搅拌过程中发生的自腐蚀反应如下：
14、在阳极反应侧，泡沫金属基底表面会被氧化形成金属离子；
15、在阴极反应侧，空气中的氧气在泡沫金属基底表面扩散并被还原为oh-；阴极侧形成的oh-与阳极测形成的金属离子结合形成金属氢氧化物，同时金属氢氧化物在泡沫金属基底表面形核、结晶并且长大为纳米片阵列；阴极侧的贵金属离子也会被还原为贵金属，并以贵金属颗粒的形式附着于金属氢氧化物纳米片阵列表面。
16、一种所述的氢氧化物负载贵金属颗粒的复合催化剂在电化学脱硝产氨反应中的应用。
17、本专利技术技术方案，具有如下优点：
18、本专利技术提供的一种氢氧化物负载贵金属颗粒的制备方法，采用自腐蚀方法，通过自发进行的氧化还原反应，在金属基底上原位合成氢氧化物负载贵金属颗粒的复合结构。氧化物负载贵金属颗粒的复合催化剂是一体化的自支撑电极，避免了传统粉末催化剂制备电极过程中所需要的粘结剂以及繁琐的配置催化剂浆料以及涂覆过程，同时提升了催化剂的结构稳定性。
19、本专利技术提出的氧化物负载贵金属颗粒的复合催化剂，其具有多层结构，包含基底、载体以及纳米颗粒：其中基底为泡沫金属；载体为泡沫金属原位形成的金属氢氧化物；同时金属氢氧化物负载了贵金属纳米颗粒。金属氢氧化物与界面水分子之间具有较强的相互作用，可以促进界面水分子的活化与解离，从而为电化学脱硝提供所需的活性氢；贵金属纳米颗粒有利于吸附硝酸根离子，促进硝酸根离子电化学还原为氨；金属氢氧化物与贵金属纳米颗粒之间存在较强的金属-载体相互作用，可以加速界面电荷的传输，提升电化学反应动力学。
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1.一种氢氧化物负载贵金属颗粒的复合催化剂，其特征在于，所述复合催化剂包括泡沫金属基底，所述泡沫金属基底表面结晶有金属氢氧化物纳米片阵列，所述的金属氢氧化物纳米片阵列表面附着贵金属颗粒。
2.根据权利要求1所述的氢氧化物负载贵金属颗粒的复合催化剂，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的氢氧化物负载贵金属颗粒的复合催化剂，其特征在于，所述贵金属颗粒为钌、银、钯、金或铑，贵金属颗粒的尺寸在5～10nm。
4.一种权利要求1-3任一项所述复合催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述贵金属盐为氯化钌、硝酸银、氯化钯、氯化金或氯化铑中的一种，所述贵金属盐溶液浓度为2.5～10mM。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的搅拌的速度400～800rpm，所述真空干燥的温度50～70℃，真空干燥时间6～18小时。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
9.根据权利要求3所述
10.一种权利要求1所述的氢氧化物负载贵金属颗粒的复合催化剂在电化学脱硝产氨反应中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种氢氧化物负载贵金属颗粒的复合催化剂，其特征在于，所述复合催化剂包括泡沫金属基底，所述泡沫金属基底表面结晶有金属氢氧化物纳米片阵列，所述的金属氢氧化物纳米片阵列表面附着贵金属颗粒。
2.根据权利要求1所述的氢氧化物负载贵金属颗粒的复合催化剂，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的氢氧化物负载贵金属颗粒的复合催化剂，其特征在于，所述贵金属颗粒为钌、银、钯、金或铑，贵金属颗粒的尺寸在5～10nm。
4.一种权利要求1-3任一项所述复合催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求3所述的制备...
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