[发明专利]基于还原性离子液体的富含氧空位的三氧化二铁固氮催化剂、制备方法及其电催化固氮应用

权利要求书

1.一种基于还原性离子液体的富含氧空位的三氧化二铁固氮催化剂，其特征在于，所述三氧化二铁固氮催化剂的微观形貌是纳米立方体，纳米立方体的尺寸为20-28nm；所述三氧化二铁固氮催化剂是以还原性离子液体为溶剂，以铁源为原料，经离子热反应制备得到；所述还原性离子液体是由摩尔比为1:0.5-1:2的甲酸和辛胺反应制备得到；所述铁源为FeCl₃·6H₂O；所述离子热反应温度为140-220℃，离子热反应时间为8-15h。

2.如权利要求1所述的三氧化二铁固氮催化剂的制备方法，包括步骤：

(1)将甲酸和辛胺于-20-30℃下搅拌混合，得还原性离子液体OAF；所述甲酸和辛胺的摩尔比为1:0.5-1:2；

(2)将铁源和还原性离子液体充分混合，经离子热反应、离心、洗涤、干燥得三氧化二铁固氮催化剂；所述铁源为FeCl₃·6H₂O；所述离子热反应温度为140-220℃，离子热反应时间为8-15h。

3.根据权利要求2所述的三氧化二铁固氮催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，包括以下条件中的一项或多项：

a、所述甲酸和辛胺的摩尔比为1:1；

b、所述搅拌混合温度为0℃；搅拌混合均匀直至无白烟；

c、甲酸是以滴加的方式加入辛胺中，滴加完毕后，于-20-30℃下搅拌混合。

4.根据权利要求2所述的三氧化二铁固氮催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述铁源和还原性离子液体的摩尔比为1:100-1:320。

5.根据权利要求2所述三氧化二铁固氮催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述离子热反应温度为180℃。

6.根据权利要求2所述三氧化二铁固氮催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述离子热反应时间为12h。

7.根据权利要求2所述的三氧化二铁固氮催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，包括以下条件中的一项或多项：

a、所述洗涤是用无水乙醇和去离子水分别洗涤3-5次；

b、所述干燥是于20-30℃下真空干燥10-20h。

8.如权利要求1所述三氧化二铁固氮催化剂的应用，应用于电催化固氮反应。