1.一种氮掺杂的二维层状金属硼化物作为镁‑二氧化碳电池正极催化剂的应用,其特征在于,所述二维层状金属硼化物为Mo4/3B2‑xTz、MoB、Cr2B2、Cr2B4、Cr4B6、Ni2B、WB、Ti2B2、Fe2B2、Mn2B2、(Mox,Cr1‑x)B、(Mox,W1‑x)B、(Fe2,Cr2‑x)B2中的一种;
所述氮掺杂的二维层状金属硼化物中氮元素掺杂量为1 wt.%‑30 wt.%;
所述氮掺杂的二维层状金属硼化物以二维层状金属硼化物和氮源作为原料,通过静电吸附使氮基官能团吸附在二维层状金属硼化物表面,经过后续的超声、干燥,退火,得到氮掺杂的二维层状金属硼化物;
所述应用包括以下步骤:
S1:按照质量比为(4‑5):(5‑3):(1‑2)称量氮掺杂的二维层状金属硼化物粉末与KB、PVDF,通过N‑甲基吡咯烷酮溶剂研磨0.5‑1.0 h,涂覆在碳纸上,60‑80 ºC干燥10‑12 h,以获取正极,并组装镁‑二氧化碳电池;
S2:将含有1‑10 vol% H2O的CO2气体通过导管引入电池装置,然后由另外一个出口引出,使气体保持流动;所述镁‑二氧化碳电池的放电产物包括MgCO3•H2O、MgCO3•2H2O、MgCO3•
3H2O、MgCO3•4H2O、MgCO3•5H2O中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述的氮掺杂的二维层状金属硼化物作为镁‑二氧化碳电池正极催化剂的应用,其特征在于,所述氮掺杂的二维层状金属硼化物的制备方法,包括以下步骤:(1)、制备MAB:按照摩尔比分别称取M粉、A粉和B粉,经过高温处理,球磨得到MAB粉末;
(2)、制备二维层状金属硼化物:按照化学刻蚀的方法,称量步骤(1)中的所述MAB粉末至HF溶液中,然后常温搅拌10‑20 h,最后3500‑4000 rpm离心,80‑100 ºC干燥10‑12 h,得到二维层状金属硼化物;
(3)、称取步骤(2)中的所述二维层状金属硼化物,超声分散在45‑50 mL的去离子水中,形成二维层状金属硼化物悬浮液;
(4)、按照质量比二维层状金属硼化物:氮源为1:(1‑10)称取氮源,超声分散在45‑50 mL的去离子水中,形成氮源悬浮液;
(5)、制备氮掺杂的二维层状金属硼化物:将步骤(4)中的所述氮源悬浮液缓慢地滴入步骤(3)中的所述二维层状金属硼化物悬浮液中,通入Ar保护,低温下超声4‑8 h,经过
8000‑10000 rpm转速下离心,零下70‑80 ºC冷冻干燥24‑36 h,最后在Ar气氛下300‑600 ºC退火保温2‑4 h,得到氮掺杂的二维层状金属硼化物。
3.根据权利要求2所述的氮掺杂的二维层状金属硼化物作为镁‑二氧化碳电池正极催化剂的应用,其特征在于,步骤(1)中,所述高温处理为:在300‑400 rpm转速下球磨4‑8 h,然后用六面顶压机在1300‑1600 ºC,1‑10 GPa的压力下保温20‑60 min;
所述MAB为 (Mo2/3Y1/3)2AlB2、MoAlB、Cr2AlB2、Cr3AlB4、Cr4AlB6、Ni2ZnB、WAlB、Ti2InB2、Fe2AlB2、Mn2AlB2、(Mox,Cr1‑x)AlB、(Mox,W1‑x)AlB、(Fe2,Cr2‑x)AlB2中的一种。
4.根据权利要求2所述的氮掺杂的二维层状金属硼化物作为镁‑二氧化碳电池正极催化剂的应用,其特征在于,步骤(2)中,所述二维层状金属硼化物为Mo4/3B2‑xTz、MoB、Cr2B2、Cr2B4、Cr4B6、Ni2B、WB、Ti2B2、Fe2B2、Mn2B2、(Mox,Cr1‑x)B、(Mox,W1‑x)B、(Fe2,Cr2‑x)B2中的一种;
所述HF溶液的浓度为40‑49 wt%。
5.根据权利要求2所述的氮掺杂的二维层状金属硼化物作为镁‑二氧化碳电池正极催化剂的应用,其特征在于,步骤(4)中,所述氮源为单氰胺、双氰胺、三聚氰胺、尿素中的一种。