[实用新型]低温常压电催化还原氮气合成氨的装置

摘要

本实用新型公开了一种低温常压电催化还原氮气合成氨的装置，构建阳极室和阴极室用质子交换膜分隔的电催化电解池，以涂布Pt催化剂的碳布为阳极电极，以涂布硫桥联双（多）核铁簇化合物催化剂的碳布为阴极电极，阳极和阴极通过导线分别与稳压电源的高低电位端相连；水饱和的H₂在阳极电极表面被氧化产生H⁺和电子，产生的H⁺和电子分别通过质子交换膜和外电路迁移到阴极电极表面，在邻苯二硫酚桥联双核铁配合物催化剂的作用下阴极室提供的N₂与H⁺和电子在阴极电极表面结合生成NH₃。本实用新型以固氮酶模型化合物铁硫簇化合物为电解池的阴极催化剂，克服了传统氨合成过程的高温、高压与高能耗及电催化合成氨时阴极催化剂催化效率较低的问题。

主权项

一种低温常压电催化还原氮气合成氨的装置，特征在于：所述装置包括：导气管，阳极铜集流板，阳极电极，质子交换膜，导线，稳压电源，导线，阴极电极，及阴极铜集流板；阳极铜集流板内开有导流槽，作为电催化电解池的阳极室，上、下导气管分别与导流槽连通；阴极铜集流板内开有导流槽，作为电催化电解池的阴极室，上、下导气管分别与导流槽连通；通过螺丝将阳极铜集流板、阳极电极、质子交换膜、阴极电极及阴极铜集流板固定在一起，阳极室和阴极室用质子交换膜Nafion 117分隔；阳极电极经导线与稳压电源的高电位相连；阴极电极经导线与稳压电源的低电位相连；稳压电源的直流输出电压为‑3.0V~3.0V；阳极电极为涂布Pt催化剂的碳布，以Nafion溶液为粘结剂；阴极电极为涂布邻苯二硫酚桥联双核铁配合物催化剂的碳布，以Nafion溶液为粘结剂。