1.基于负载Ru纳米颗粒的共价有机框架材料催化剂在催化电化学还原氮气制氨中的应用,其特征在于所述负载Ru纳米颗粒的共价有机框架材料催化剂的制备方法,包括如下步骤:
1)取苯衍生物、吡啶衍生物和导电碳材料充分混合,得到混合物A;在坩埚内从下自上依次放置三层粉末,第一层粉末和第三层粉末均为非贵金属盐,第二层粉末为上述配制的混合物A;
2)将坩埚放置于管式炉内,在氮气保护气氛下进行高温煅烧,煅烧后的产物依次用盐酸溶液和去离子水搅拌清洗,清洗后的固体在40‑100℃温度下真空干燥,即得共价有机框架载体粉末;
3)步骤2)所得共价有机框架载体粉末与钌金属盐共同放入研钵中,进行充分研磨直至混合均匀,随后置于管式炉中并在氮气保护气氛下再次进行高温煅烧,煅烧后的产物用超纯水洗涤后,干燥,即得所述基于负载Ru纳米颗粒的共价有机框架材料催化剂;
步骤1)中,取苯衍生物、吡啶衍生物和导电碳材料的质量比为1 : 0.5 1.5 : 3 7,坩~ ~埚内的两层非贵金属盐的总质量与混合物A的质量之比为2 3.5 : 1;
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步骤3)中,共价有机框架载体粉末与钌金属盐的质量比为5 : 0.8 2.5。
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2.如权利要求1所述的基于负载Ru纳米颗粒的共价有机框架材料催化剂在催化电化学还原氮气制氨中的应用,其特征在于步骤1)中,苯衍生物为对苯二腈、苯甲腈或间苯二甲腈;吡啶衍生物为2,6‑吡啶二甲腈、联苯吡啶或3‑甲基吡啶,非贵金属盐为无水氯化锌、无水氯化钠、无水氯化钾或无水氯化铝。
3.如权利要求1所述的基于负载Ru纳米颗粒的共价有机框架材料催化剂在催化电化学还原氮气制氨中的应用,其特征在于步骤1)中,取苯衍生物、吡啶衍生物和导电碳材料的质量比为1 : 1 : 5;坩埚内的两层非贵金属盐的总质量与混合物A的质量之比为2.8 : 1。
4.如权利要求1所述的基于负载Ru纳米颗粒的共价有机框架材料催化剂在催化电化学还原氮气制氨中的应用,其特征在于步骤2)中,高温煅烧的温度为300‑500℃,高温煅烧的时间为30 50h;所述盐酸溶液的浓度为0.8 1.2mol/L。
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5.如权利要求1所述的基于负载Ru纳米颗粒的共价有机框架材料催化剂在催化电化学还原氮气制氨中的应用,其特征在于步骤3)中,钌金属盐为乙酰丙酮钌、三水氯化钌、亚硝酰基硝酸钌或十二羰基三钌。
6.如权利要求1所述的基于负载Ru纳米颗粒的共价有机框架材料催化剂在催化电化学还原氮气制氨中的应用,其特征在于步骤3)中,高温煅烧的温度为250 350℃,高温煅烧的~时间为2 4h。
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7.如权利要求1所述的基于负载Ru纳米颗粒的共价有机框架材料催化剂在催化电化学还原氮气制氨中的应用,其特征在于采用两电极体系测试装置,以铂丝为对电极,将所述基于负载Ru纳米颗粒的共价有机框架材料催化剂涂覆在碳纸上作为工作电极,以无机碱水溶液为电解液,进行电催化还原氮气制氨的反应。