铋&钌双金属自支撑电催化材料及其制备方法和在氮气还原中的应用与流程

技术特征：

1.铋&钌双金属自支撑电催化材料，其特征在于，所述铋&钌双金属自支撑电催化材料是：于经电化学方式处理后的碳基材料上，通过电沉积法将bi、ru双金属纳米粒子固载到碳基材料表面得到。

2.根据权利要求1所述的铋&钌双金属自支撑电催化材料，其特征在于，所述碳基材料是剥离碳纸。

3.权利要求2所述的铋&钌双金属自支撑电催化材料的制备方法，其特征在于，方法如下：将经电化学方式处理后的剥离碳纸作为工作电极，铂片金属电极作为参比电极和对电极，以金属钌和铋的盐溶液的混合溶液作为电解液，在恒定电流密度下经电沉积过程后，将所得固载铋&钌双金属纳米粒子的剥离碳纸取出，乙醇洗涤，真空干燥12-24h，得到铋&钌双金属自支撑电催化材料。

4.根据权利要求3所述的铋&钌双金属自支撑电催化材料的制备方法，其特征在于，所述电化学方式处理后的剥离碳纸，制备方法如下：以碳纸作为工作电极，另一块稍大的碳纸作为对电极，甘汞电极作为参比电极；作为工作电极的碳纸通过cv在0.5到1.7v范围内进行电化学处理后，在超纯水中浸泡15h；然后通过i-t在恒定电压下进行电化学处理8000-12000s后，用超纯水洗涤；最后通过cv在-1.0到0.8v范围内进行电化学处理后，用超纯水洗涤，冷冻干燥6h，再真空干燥12h，得到电化学方式处理后的剥离碳纸。

5.根据权利要求3所述的铋&钌双金属自支撑电催化材料的制备方法，其特征在于，所述金属钌和铋的盐溶液的混合溶液为rucl3和bicl3的乙二醇溶液；制备方法如下：将rucl3和bicl3按一定的比例加入到乙二醇中，室温下磁力搅拌1h，得到rucl3和bicl3的乙二醇溶液。

6.根据权利要求5所述的铋&钌双金属自支撑电催化材料的制备方法，其特征在于，按质量比，rucl3和bicl3的比例为1:10。

7.根据权利要求3所述的铋&钌双金属自支撑电催化材料的制备方法，其特征在于，所述电沉积过程的恒定电流密度为1macm^-2，电沉积时间为5min。

8.权利要求1或2所述的铋&钌双金属自支撑电催化材料在电催化氮气还原产氨中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，方法如下：以h型双室电解池作为电解槽，以li2so4溶液和na2so4溶液的混合溶液作为电解液，以铋&钌双金属自支撑电催化材料作为工作电极，以ag/agcl电极作为参比电极，碳棒电极作为对电极，在氮气环境下，进行电催化氮气还原产氨。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述的li2so4溶液和na2so4溶液的混合溶液中，li2so4浓度为0.01moll^-1，na2so4浓度为0.1moll^-1。

技术总结
本发明涉及一种铋&钌双金属自支撑电催化材料及其制备方法和在氮气还原中的应用。是于经电化学方式处理后的碳基材料上，通过电沉积的方式将Bi、Ru双金属纳米粒子固载到碳基材料表面，得到铋&钌双金属自支撑电催化材料。通过本发明的方法得到了一种导电性好、比表面积大、具有自支撑性的铋&钌双金属自支撑电催化材料。制备方法简单、具有可重复性，相比于传统电催化材料而言不需要使用粘结剂，所得电催化材料在电催化氮气还原产氨过程中的产氨效率和法拉第效率都较为理想，在材料和催化等领域具有广阔的应用前景。

技术研发人员：孙颖;马天翼;邓子昭;李慧;王宇;武巧玲
受保护的技术使用者：辽宁大学
技术研发日：2021.03.25
技术公布日：2021.07.06