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一種電化學合成尿素的方法

文檔序號:40431319發(fā)布日期:2024-12-24 15:05閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種含不對稱氧空位的鐵基催化劑,通過包括如下步驟的方法制備得到:

2.根據(jù)權利要求1所述的鐵基催化劑,其特征在于,步驟1)中,所述鐵化合物選自氯化鐵、硫酸鐵、硝酸鐵及其水合物中的至少一種;

3.根據(jù)權利要求1所述的鐵基催化劑,其特征在于,步驟2)中,所述摻雜金屬化合物選自過渡金屬化合物、堿土金屬化合物、鑭系金屬化合物中至少一種;

4.根據(jù)權利要求1所述的鐵基催化劑,其特征在于,步驟3)中,所述氫氣氬氣混合氣氛中,h2和ar體積比為1:9;

5.一種電極材料,所述電極材料包括權利要求1-4中任一項所述的含不對稱氧空位的鐵基催化劑。

6.制備權利要求5所述的電極材料的方法,包括如下步驟:將所述含不對稱氧空位的鐵基催化劑分散到有機溶劑中,并加入nafion?d-520分散液作為粘結(jié)劑,得到分散液;將所述分散液滴涂到所述碳纖維紙上,即得到所述電極材料;

7.一種co2和硝酸鹽還原制備尿素的電化學催化體系,包括權利要求5所述電極材料、反應電解液及反應裝置;

8.權利要求1-4中任一項所述的含不對稱氧空位的鐵基催化劑、權利要求5所述電極材料或權利要求7所述電化學催化體系在電化學催化轉(zhuǎn)化co2和硝酸鹽還原合成尿素中的應用。

9.一種電化學催化轉(zhuǎn)化co2和硝酸鹽合成尿素的方法,包括下述步驟:采用權利要求7所述電化學催化體系,以co2和硝酸鹽為原料,通過電極材料和電解液的作用在電解池反應裝置中進行恒電位電解反應得到尿素。

10.根據(jù)權利要求9所述的方法,其特征在于,反應電位在電解池體系中為-0.1~-1.4vversusrhe;反應的時間為0.1-100小時。


技術總結(jié)
本發(fā)明提供一種電化學合成尿素的方法。本發(fā)明設計制備具有不對稱氧空位結(jié)構的金屬摻雜催化劑,以該催化劑為電極材料,在H型電解池中,以CO<subgt;2</subgt;和硝酸鹽為原料,利用電化學手段催化轉(zhuǎn)化CO<subgt;2</subgt;和硝酸鹽為尿素。所得主產(chǎn)物尿素的法拉第效率達63%,尿素的生成速率達7.5g?h<supgt;?</supgt;<supgt;1</supgt;g<subgt;cat</subgt;<supgt;?1</supgt;。

技術研發(fā)人員:宋馨寧,孫曉甫,韓布興,楊冠英
受保護的技術使用者:中國科學院化學研究所
技術研發(fā)日:
技術公布日:2024/12/23
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