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专利号: 2021111310054
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种氨合成电催化剂,其特征在于,所述催化剂是ABO3型高熵钙钛矿Bax(FeCoNiZrY)0.2O3‑δ电催化材料;其中,ABO3型中的A位中金属为Ba;B位包含金属Fe、Co、Ni、Zr和Y,x为0.9和1,0<δ<3。

2.根据权利要求1所述的一种氨合成电催化剂,其特征在于,金属的原子比为:Ba:Fe:Co:Ni:Zr:Y=1:0.2:0.2:0.2:0.2:0.2或Ba:Fe:Co:Ni:Zr:Y=0.9:0.2:0.2:0.2:0.2:0.2。

3.一种制备权利要求1或2所述的一种氨合成电催化剂的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:

(1)将聚丙烯腈粉末溶解在N,N‑二甲基甲酰胺中得到聚丙烯腈溶液,然后进行静电纺丝,将静电纺丝得到的膜在高温下预氧化,之后将预氧化的膜打碎分散在水中形成分散液;

(2)将钡盐、铁盐、钴盐、镍盐、锆盐和钇盐溶解在水中,形成水溶液;然后加入一定量的乙二醇和柠檬酸,使金属盐螯合形成澄清溶液,用氨水调节pH至7‑9,加热浓缩成凝胶后,加入步骤(1)得到的预氧化的聚丙烯腈短纤分散液,继续浓缩形成凝胶,然后经过高温去除溶剂,制备得到前驱体粉末;

(3)将步骤(2)所得前驱体粉末经过焙烧,即得ABO3型高熵钙钛矿Bax(FeCoNiZrY)0.2O3‑δ电催化材料。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述聚丙烯腈溶液的浓度为

0.08‑0.12g/mL,静电纺丝的条件为15‑20kV。

5.根据权利要求3或4所述的方法,其特征在于,所述步骤(1)中预氧化的温度为150‑

200℃,时间为2‑5h。

6.根据权利要求3~5任一项所述的方法,其特征在于,步骤(2)中,所述钴盐包括:Co(NO3)2·6H2O,浓度为1.0‑1.5mg/mL;所述镍盐包括:Ni(NO3)2·6H2O,浓度为1.0‑1.5mg/mL;

所述铁盐包括:Fe(NO3)3·9H2O,浓度为1.5‑2.0mg/mL;所述锆盐包括:Zr(NO3)4·5H2O,浓度为1.5‑2.0mg/mL;所述钇盐包括:Y(NO3)3·6H2O,浓度为1.5‑2.0mg/mL;所述钡盐包括:Ba(NO3)2,当x=0.9时,钡盐的浓度为4.0‑5.0mg/mL,当x=1时,钡盐的浓度为5.0‑5.5mg/mL。

7.根据权利要求3~6任一项所述的方法,其特征在于,所述步骤(2)中水溶液中柠檬酸浓度为10.0‑15.0mg/mL,乙二醇浓度为5.0‑10.0mg/mL。

8.根据权利要求3~7任一项所述的方法,其特征在于,步骤(3)中,所述焙烧的温度为

800‑1200℃,时间是5‑10h。

9.一种氨气制备的方法,其特征在于,所述方法采用权利要求1或2所述的氨合成电催化剂或权利要求3~8任一项所述的方法制备得到的催化剂作为电催化剂。

10.权利要求1或2所述的氨合成电催化剂或权利要求3~8任一项所述的方法在氨气制备领域中的应用。