[发明专利]一种用于电化学合成氨的多孔PdRu合金催化剂及其制备方法

说明书

一种用于电化学合成氨的多孔PdRu合金催化剂及其制备方法，将氯化酸钾和氯化钌溶解于去离子水中，它们的浓度控制在10‑40mM之间；然后将硼氢化钠溶解于去离子水中，浓度控制在5‑50mM之间；然后在搅拌状态下，将新鲜合成的硼氢化钠溶液快速的加入到贵金属前驱体溶液中，待反应1‑5分钟后，洗涤、离心、干燥，得到结构和组分可控的PdRu合金催化剂。本发明制备工艺简单，反应时间极短，在常温常压下，制得的材料具有优异的电化学合成氨性能。

(一)技术领域

本发明涉及用于结构和组分可控的多孔PdRu合金催化剂及其制备方法，该催化剂可用于电化学合成氨的研究。

(二)背景技术

氨是一种非常重要的化学品，被广泛用于农业，制药以及其他各行各业。此外，氨因具有很高的含氢量以及容易液化的特点被认为是很有前景的绿色能源。目前工业上制备氨主要是通过哈伯-博施法，该法是在铁基催化剂的作用下，在高温高压下将氮气和氢气转化成氨(Marnellos,G.；Stoukides,M.Ammonia Synthesis at AtmosphericPressure.Science 1998,282,98–100)。在这个过程中，大量的能源的和化石燃料被消耗，大约每年消耗了全球所提供能源的1-2％，以及全球天然气产量的5％，从而也造成了极大的污染(Chen,J.G.；Crooks,R.M.；Seefeldt,L.C.；Bren,K.L.；Bullock,R.M.；Darensbourg,M.Y.；Holland,P.L.；Hoffman,B.；Janik,M.J.；Jones,A.K.；Kanatzidis,M.G.；King,P.；Lancaster,K.M.；Lymar,S.V.；Pfromm,P.；Schneider,W.F.；Schrock,R.R.Beyond Fossil Fuel-Driven Nitrogen Transformations.Science 2018,360,eaar6611)。因此，寻找绿色、可持续的合成氨技术是当前一个严峻的任务。目前，电化学合成氨越来越受到了关注，因为它消耗的能源少，而且以水作为氢源，无污染产生(Pickett,C.J.；Talarmin,J.Electrosynthesis of Ammonia.Nature 1985,317,652–653)。