[发明专利]一种微氧化导电炭黑担载纳米金属铋催化剂及其应用

权利要求书

1.一种微氧化导电炭黑担载纳米金属铋催化剂，其特征在于：所述催化剂中纳米金属铋的平均粒径为5.73-500纳米，所述催化剂通过以下方法制备得到，所述方法步骤如下：

(1)采用改良的哈默法将导电炭黑氧化，得到微氧化导电炭黑；其中，改良的哈默法中，氧化剂为质量分数为98％的浓硫酸和高锰酸钾，导电炭黑：浓硫酸：高锰酸钾的用量比为1克：20-40毫升：0.8-1.2克；

(2)将微氧化导电炭黑加入到乙二醇或丙三醇中，充分分散后加入五水合硝酸铋，搅拌4-12小时，使铋离子充分吸附于微氧化导电炭黑的表面；得到混合分散液；其中，微氧化导电炭黑：乙二醇或丙三醇：五水合硝酸铋的用量比为10-20毫克：10-20毫升：6-500毫克；

(3)将混合分散液置于密闭的高压反应釜中，140-220摄氏度下反应17-26小时，反应结束后，冷却至室温，得到粗产物，粗产物离心、洗涤、真空干燥后，得到一种微氧化导电炭黑担载金属铋催化剂。

2.如权利要求1所述的一种微氧化导电炭黑担载纳米金属铋催化剂，其特征在于：所述纳米金属铋为金属铋纳米晶体，平均粒径为7.35±1.62纳米。

3.如权利要求1所述的一种微氧化导电炭黑担载纳米金属铋催化剂，其特征在于：步骤(1)中导电炭黑和高锰酸钾的质量比为1：1。

4.如权利要求1所述的一种微氧化导电炭黑担载纳米金属铋催化剂，其特征在于：步骤(2)中，微氧化导电炭黑：乙二醇或丙三醇的用量比为10毫克：10毫升。

5.如权利要求1所述的一种微氧化导电炭黑担载纳米金属铋催化剂，其特征在于：步骤(2)中，微氧化导电炭黑：乙二醇或丙三醇：五水合硝酸铋的用量比为10毫克：10毫升：7.5毫克。

6.如权利要求1所述的一种微氧化导电炭黑担载纳米金属铋催化剂，其特征在于：步骤(3)中，反应温度为140-180摄氏度，反应时间为17-20小时。

7.如权利要求1所述的一种微氧化导电炭黑担载纳米金属铋催化剂，其特征在于：所述步骤(3)中，采用液氮冷却。

8.一种如权利要求1～7任意一项所述的微氧化导电炭黑担载纳米金属铋催化剂的应用，其特征在于：将所述催化剂用于电催化合成氨。

9.如权利要求8所述的一种微氧化导电炭黑担载纳米金属铋催化剂的应用，其特征在于：将所述催化剂担载于玻碳电极表面，以碱金属硫酸盐溶液作为电解液，用于电催化合成氨。

10.如权利要求9所述的一种微氧化导电炭黑担载纳米金属铋催化剂的应用，其特征在于：所述电解液为浓度为0.2-1.2摩尔每升的硫酸钾溶液。