[发明专利]一种自支撑纳米多孔氮还原催化剂及其制备方法

摘要

本发明提供一种自支撑纳米多孔氮还原催化剂及其制备方法，按照纯Fe的质量百分比40‑60％、纯Mo的质量百分比5‑20％、Fe3P的质量百分比30‑50％进行配料，在惰性保护气体氛围下，采用电弧熔炼炉将配料熔炼得到Fe‑Mo‑P合金铸锭，将Fe‑Mo‑P合金锭通过甩带机制成Fe‑Mo‑P合金条带；将Fe‑Mo‑P合金条带通过电极夹夹住并固定，采用磷酸进行电化学脱合金，反应温度为室温20‑25℃，反应1800‑4000后，清洗、干燥，最后得到自支撑纳米多孔氮还原催化剂。本发明制备的催化剂具有低成本，无毒且高化学稳定的特点，由于其高活性和导电性，表现出高电催化氮还原活性。

主权项

1.一种自支撑纳米多孔氮还原催化剂，其特征在于：按照下述步骤进行：步骤1，制备Fe‑Mo‑P合金条带按照纯Fe的质量百分比40‑60％、纯Mo的质量百分比5‑20％、Fe₃P的质量百分比30‑50％、三种成分相加为100％进行配料，在惰性保护气体氛围下，采用电弧熔炼炉将配料熔炼，原料的熔炼时间为120‑240s，反复熔炼成成分均匀的Fe‑Mo‑P合金铸锭，然后再将Fe‑Mo‑P合金锭去除表层氧化皮，将Fe‑Mo‑P合金锭置于底端开有小孔的石英管中，将甩带机抽至真空后充入惰性保护气体后，通过电感线圈产生的涡流加热使得合金熔化，待合金完全熔化后，按下喷注键，在石英管上方和底部的压力差作用下，合金液自石英管喷嘴喷射在高速旋转的铜辊上得到合金条带，将合金条带剪成长度为1‑2cm，宽度为1‑2cm的段状并放入烧杯中，通过无水乙醇超声并清洗后，置于20‑25℃的真空干燥箱中干燥后，即得到Fe‑Mo‑P合金条带；步骤2，制备自支撑纳米多孔氮还原催化剂将步骤1制备得到的Fe‑Mo‑P合金条带通过电极夹夹住并固定，采用磷酸进行电化学脱合金，反应温度为室温20‑25℃，在‑0.30‑‑0.40V电位下反应1800‑4000后，清洗、干燥，最后得到自支撑纳米多孔氮还原催化剂。