[發明專利]一種鉍基自支撐電催化劑及其制備方法和在氮氣還原產氨中的應用

在審

• 申請號: 202010173391.2
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111359603A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 馬天翼;孫穎;鄧子昭;李慧;王宇
• 申請（專利權）人: 遼寧大學
• 主分類號: B01J23/18
• 分類號: B01J23/18;B01J35/10;B01J37/34;C25D9/04;C25B1/00;C25B11/06
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 金春華

1.一種鉍基自支撐電催化劑，其特征在于，所述鉍基自支撐電催化劑是于電化學方法處理過的碳材料基底上通過電化學方法固載Bi₂O₃催化劑納米顆粒得到的鉍基自支撐電催化劑。

2.根據權利要求1所述的一種鉍基自支撐電催化劑，其特征在于，所述碳材料基底是碳紙。

3.權利要求2所述的一種鉍基自支撐電催化劑的制備方法，其特征在于，方法如下：將用電化學方法處理后的碳紙作為工作電極，鉑片電極作為對電極和參比電極，以鉍的鹽溶液作為電解液，在恒定電流密度下進行電沉積，將所得到的固載了Bi₂O₃催化劑納米顆粒的碳材料基底取出，乙醇洗數次，真空干燥，得到鉍基自支撐電催化劑Bi₂O₃@FEG。

4.根據權利要求3所述的一種鉍基自支撐電催化劑的制備方法，其特征在于，所述的電沉積的電流密度為1mA cm^-2，電沉積的時間為5-10min。

5.根據權利要求3所述的一種鉍基自支撐電催化劑的制備方法，其特征在于，所述電化學方法處理后的碳紙，制備方法如下：以碳紙作為工作電極，甘汞電極作為參比電極，另一塊碳紙作為對電極，碳紙通過CV在0.6到1.8V范圍內處理，在去離子水中浸泡12h，碳紙通過i-t恒定電壓下8000-10000s，用去離子水清洗數次，碳紙通過CV在-1到0.9V范圍內處理，用清水清洗數次，冷凍干燥6h，然后在真空干燥箱中真空干燥12h，得到電化學方法處理后的碳紙FEG。

6.根據權利要求3所述的一種鉍基自支撐電催化劑的制備方法，其特征在于，所述電解液是BiCl₃的乙二醇溶液；制備方法為：將BiCl₃加入到乙二醇中，室溫下攪拌1h，得到BiCl₃的乙二醇溶液。

7.根據權利要求6所述的一種鉍基自支撐電催化劑的制備方法，其特征在于，所述的BiCl₃的乙二醇溶液的濃度為0.2-0.5mol·L^-1。

8.權利要求1或2所述的鉍基自支撐電催化劑在電催化氮氣還原產氨中的應用。

9.根據權利要求8所述的應用，其特征在于，方法如下：以H型電解池作為電解槽，以Na₂SO₄溶液作為電解液，以Bi₂O₃@FEG為工作電極，以Ag/AgCl電極為參比電極，鉑片為對電極，在氮氣氛圍下，進行電催化氮氣還原產氨。