[发明专利]一种硼化钴纳米材料的制备方法及其在电催化还原硝酸盐中的应用

权利要求书

1.一种电催化还原硝酸盐电极的应用，其特征在于：

硼化钴纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

（a）将钴盐溶解在超纯水中形成第一溶液；

（b）将硼氢化钠溶解在超纯水中形成第二溶液；

（c）将第一溶液和第二溶液放入冰浴中保持10-20 min，然后将第二溶液加入到第一溶液中进行反应，直到没有明显气泡产生，将黑色沉淀用超纯水和乙醇洗涤，离心收集，放入冷冻干燥机中干燥，最终得到黑色粉末状的硼化钴纳米材料；

步骤（c）中，第一溶液与第二溶液的体积比为1:1，离心机转速为8000~10000 r/min，离心时间为5~10 min，冷冻干燥的时间为12~24 h；

所述钴盐为氯化钴、硝酸钴、硫酸钴、碳酸钴或乙酸钴中的一种或几种；所述第一溶液中钴盐的浓度是0.2~1.0 M；

所述第二溶液中硼氢化钠的浓度为4~8M；

电极由所述硼化钴纳米材料负载于亲水碳纸上得到；

电极制备方法包括以下步骤：将所述硼化钴纳米材料、无水乙醇和粘结剂超声混合形成催化剂浆液，滴涂到亲水碳纸上，室温下干燥得到电催化还原硝酸盐电极；所述催化剂负载量为0.2~0.6 mg cm^-2；所述粘结剂为Nafion溶液或聚偏氟乙烯溶液，催化剂浆液中粘结剂和无水乙醇的体积比为1:20-30；

所述电催化还原硝酸盐电极应用于电催化还原硝酸盐中的方法为：采用三电极体系，所述电催化还原硝酸盐电极为工作电极，汞/氧化汞电极为参比电极，铂网电极为对电极，以氢氧化钾和硝酸盐水溶液为电解液，在电解池中进行电催化还原硝酸盐，目标产物为氨。

2.根据权利要求1所述的一种电催化还原硝酸盐电极的应用，其特征在于：

所述电解池为H型电解池，阴阳两室用质子交换膜隔开，所述电解液为0.1-0.2 M KOH和0.05-0.1 M KNO₃的混合溶液，反应电位为-0.6 ~-1.3V vs. RHE，反应温度为5~ 30 ℃。