应用于电催化合成氨的新型铁铌基超细纳米颗粒催化剂

摘要

氨是一种在诸多领域发挥着重要作用的化工原料，但是当前工业产氨的工艺，不仅能耗巨大而且污染环境，因此亟待开发温和条件下高效合成氨的新工艺。相比于其他工艺，电催化氮还原合成氨的制备条件温和、原料来源广泛、能耗低且对环境友好。然而，当前此方法受限于催化剂的开发而无法进行工业化推广，因此开发高效催化剂用于电催化氮还原迫在眉睫。本发明提供了应用于电催化合成氨的新型铁铌基超细纳米颗粒催化剂。首先，将铁源、铌源混合冷冻干燥形成铁铌气凝胶，然后将此气凝胶点燃获得铁铌氧化物，然后硫化进而得到FeNb2S4超细纳米颗粒。对上述催化剂进行电催化氮还原测试，结果表明在‑0.2 V（相对标准氢电极）下最优氨产率为175.3μg h−1 mg−1，法拉第效率为34.6%。