Cu-Co基电催化材料的制备方法及其应用

本发明属于电催化材料领域，特别涉及一种cu-co基电催化材料的制备方法及其应用。

背景技术：

1、硝酸盐阴离子(no3-)广泛存在于工农业废水中，对人类健康和生态平衡构成真实的潜在威胁，尤其是其不完全转化为亚硝酸盐(no2-)时，亚硝酸盐被认为是致癌物质，可引起肝损伤和高铁血红蛋白血症。将no3-转化为氮气(n2)的传统生物处理，包括硝化和反硝化过程，是能源密集型(～11.7至12.5kwh kgn-1)的反应。实际上，从工业的角度来看，将no3-还原为nh3已经引起了极大的兴趣，因为nh3是用于合成药物、肥料、染料、塑料等非常重要的工业化学品，并且也被认为是用于氢的储存/释放的无碳氢载体。迄今为止，nh3的工业合成严重依赖于不可持续和生态不友好的haber-bosch路线，其需要苛刻的条件，即，高温(400-600℃)和高压(200-350atm)，严重依赖化石能源。haber-bosch工艺产生的二氧化碳总量约占全球二氧化碳年排放量的1.2％，超过任何其他工业化学品合成。

2、由绿色能源提供动力的电催化还原no3-为nh3的技术受到越来越多的关注，并被认为是haber-bosch过程的可持续补充过程。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种催化效率高，选择性高，性能稳定的cu-co基电催化材料的制备方法。

2、本发明采用的技术方案是：cu-co基电催化材料的制备方法，包括如下步骤：

3、1)将铜盐溶于去离子水中，搅拌得到铜盐溶液，向其中加入六羟基三亚苯水合物和n,n-二甲基甲酰胺，超声均匀后，于80～90℃加热12～14h，冷却后，洗涤，烘干，得中间产物；

4、2)将步骤1)所得中间产物和钴盐分散于去离子水中，搅拌4～5h，离心，洗涤，干燥；

5、3)将步骤2)所得到的产物分散于硼氢化钠溶液中，搅拌至气泡消失为止，离心，洗涤，干燥，得到cu-co基电催化材料。

6、优选的，所述铜盐为乙酸铜。

7、优选的，所述钴盐为乙酸钴。

8、本发明提供的cu-co基电催化材料在电催化硝酸盐还原合成氨中的应用。

9、优选的，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，阴极室和阳极室分别注入电解液，并在阴极室中加入硝酸钾；以滴加cu-co基电催化材料的碳纸为工作电极，铂网为对电极，ag/agcl为参比电极，进行电催化反应。

10、优选的，电催化反应，线性扫描伏安的扫描速率为0.05vs-1。

11、本发明的有益效果是：本发明提供的cu-co基电催化材料电催化材料催化效率高，选择性高，性能稳定。

技术特征：

1.cu-co基电催化材料的制备方法，其特征在于，制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铜盐为乙酸铜。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钴盐为乙酸钴。

4.按照权利要求1、2或3所述的方法制备的cu-co基电催化材料在电催化硝酸盐还原合成氨中的应用。

5.根据权利要求4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，阴极室和阳极室分别注入电解液，并在阴极室中加入硝酸钾；以滴加cu-co基电催化材料的碳纸为工作电极，铂网为对电极，ag/agcl为参比电极，进行电催化反应。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，电催化反应，线性扫描伏安的扫描速率为0.05vs-1。

技术总结本发明公开一种Cu‑Co基电催化材料的制备方法及其应用。本发明采用绿色、简易的浸渍法制备Cu‑Co基电催化材料。首先将乙酸铜溶解于去离子水，形成乙酸铜溶液；向其中加入六羟基三亚苯水合物和N,N‑二甲基甲酰胺，超声均匀后，转入烘箱中，离心，洗涤，干燥，得到的深蓝色沉淀与钴盐分散于水中搅拌，离心，干燥，洗涤。将上述的材料在硼氢化钠溶液中搅拌至气泡消失，离心，洗涤，干燥，得到Cu‑Co基电催化材料。本发明提供的Cu‑Co基电催化材料在硝酸盐还原合成氨中有较高的催化效率。技术研发人员：姜毅,刘宇欣,夏立新受保护的技术使用者：辽宁大学技术研发日：技术公布日：2024/4/29