【技術實現步驟摘要】
本申請屬于合成氨催化劑制備，具體涉及一種用于電催化硝酸鹽制氨的負載型釕鐵合金催化劑、制備方法及其應用。
技術介紹
1、氨作為最重要的工業化學品之一，是許多產品的化學原料，也是清潔的能源載體。然而，nh3的生產依賴于傳統的haber-bosch工藝，該工藝在苛刻的操作條件下消耗大量能源并釋放過量的二氧化碳。作為一種潛在的替代方案，在溫和條件下將含氮小分子電催化還原為nh3引起了相當大的關注。盡管長期以來付出了巨大的努力，但電化學氮還原反應的氨產率和法拉第效率仍不能滿足商業需求，因為n2在水中的溶解度較低，在環境條件下為0.66mmol?l-1，n≡n鍵的離解能為941kj?mol-1。與nrr相比，電化學硝酸鹽還原反應(no3rr)具有更高的反應速率，這是因為no3-的溶解度更高，n＝o的鍵能為204kj?mol-1。此外，no3-還是一種嚴重的含氮水污染物，由氮肥使用、工業廢水排放和化石燃料燃燒產生。因此，no3rr工藝也將有助于環境保護。
2、然而，no3rr系統的nh3產率和fe仍有相當大的提升空間。具體而言，no3-的電還原是一個復雜的八電子和九質子轉移過程，會產生大量的副產物，如no2、no2-、no、n2o、n2和nh2oh。此外，競爭性析氫反應導致電子的消耗和相對較低的選擇性。因此，迫切需要開發高效的no3rr電催化劑，以抑制副產物的形成，并促進no3-選擇性還原為nh3。一般來說，多相催化劑在加氫反應中的選擇性取決于反應中間體在催化劑表面的吸附能力，具有多個金屬原子的位點對反應物/中間體的活化至關重要。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的問題，本專利技術提供了一種用于電催化硝酸鹽制氨的負載型釕鐵合金催化劑、制備方法及其應用。
2、一種用于電催化硝酸鹽制氨的負載型釕鐵合金催化劑的制備方法，所述方法包括以下步驟：
3、(1)將吡咯分散在水中，加入四水合氯化亞鐵，再加入雙氧水，使吡咯發生聚合；攪拌，烘干，得到產物；
4、(2)以氯化鈉和氯化鋅為模板，加入上述產物和氯化釕，攪拌后將溶液冷凍干燥得到前驅體；
5、(3)將上述前驅體在氬氣氛圍下進行退火，然后在氬氣保護下碳化，酸洗后再用水和乙醇洗滌，得到最終產物負載型釕鐵合金催化劑。
6、優選的，所述步驟(1)和步驟(2)的攪拌時間為1～48小時。
7、優選的，所述氯化鈉和氯化鋅摩爾比為4:1。
8、優選的，所述冷凍干燥的時間為6～48小時。
9、優選的，所述退火溫度為300～700℃，退火時間為1～3小時。
10、優選的，所述碳化溫度為300～700℃，碳化時間為1～3小時。
11、優選的，所述干燥溫度為65℃。
12、優選的，所述干燥的環境為真空。
13、上述制備方法制得的用于電催化硝酸鹽制氨的負載型釕鐵合金催化劑。
14、上述的用于電催化硝酸鹽制氨的負載型釕鐵合金催化劑在制氨中的應用。
15、本申請用于合成氨的負載型釕鐵合金催化劑的氨產率、法拉第效率和氨選擇性高。與現有技術相比，本申請提供的釕鐵合金催化劑產生的有益效果包括：
16、1)，本申請提供的用于電催化硝酸鹽還原制氨的鐵單原子載體釕鐵合金催化劑，獲得了高達118.8mg?h-1mg-1的氨產率和92.2％的法拉第效率，遠高于對比例鐵單原子(法拉第效率為11.7％，氨產率為5.1mg?h-1mg-1)和釕單原子催化劑(法拉第效率為58.6％，氨產率為41.0mg?h-1mg-1)，在已公開的催化劑中處于領先水平。
17、2)本申請所提供的用于電催化硝酸鹽還原制氨的負載型釕鐵合金催化劑，具有良好的穩定性，六次循環后活性未明顯下降。
18、3)本申請所提供的負載型釕鐵合金催化劑的制備方法，其所用原料如吡咯、四水合氯化亞鐵和雙氧水等商業化產品成本較低，經濟效益高。
19、4)本申請所提供的用于氨合成的負載型釕鐵合金催化劑的制備方法，具有合成工藝簡單安全等優點，容易實現工業化生產。
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1.一種用于電催化硝酸鹽制氨的負載型釕鐵合金催化劑的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的用于電催化硝酸鹽制氨的負載型釕鐵合金催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)和步驟(2)的攪拌時間為1～48小時。
3.根據權利要求1所述的用于電催化硝酸鹽制氨的負載型釕鐵合金催化劑的制備方法，其特征在于，所述氯化鈉和氯化鋅摩爾比為4:1。
4.根據權利要求1所述的用于電催化硝酸鹽制氨的負載型釕鐵合金催化劑的制備方法，其特征在于，所述冷凍干燥的時間為6～48小時。
5.根據權利要求1所述的用于電催化硝酸鹽制氨的負載型釕鐵合金催化劑的制備方法，其特征在于，所述退火溫度為300～700℃，退火時間為1～3小時。
6.根據權利要求1所述的用于電催化硝酸鹽制氨的負載型釕鐵合金催化劑的制備方法，其特征在于，所述碳化溫度為300～700℃，碳化時間為1～3小時。
7.根據權利要求1所述的用于電催化硝酸鹽制氨的負載型釕鐵合金催化劑的制備方法，其特征在于，所述干燥溫度為65℃。
8.根據權
9.權利要求1～8任一所述制備方法制得的用于電催化硝酸鹽制氨的負載型釕鐵合金催化劑。
10.權利要求9所述的用于電催化硝酸鹽制氨的負載型釕鐵合金催化劑在制氨中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種用于電催化硝酸鹽制氨的負載型釕鐵合金催化劑的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的用于電催化硝酸鹽制氨的負載型釕鐵合金催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)和步驟(2)的攪拌時間為1～48小時。
3.根據權利要求1所述的用于電催化硝酸鹽制氨的負載型釕鐵合金催化劑的制備方法，其特征在于，所述氯化鈉和氯化鋅摩爾比為4:1。
4.根據權利要求1所述的用于電催化硝酸鹽制氨的負載型釕鐵合金催化劑的制備方法，其特征在于，所述冷凍干燥的時間為6～48小時。
5.根據權利要求1所述的用于電催化硝酸鹽制氨的負載型釕鐵合金催化劑的制備方法，其特征在于，所述退火溫度...
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