[发明专利]一种多层堆叠纳米片CoS-CeO2

摘要

NH3的合成主要由传统的耗能型Haber‑Bosch工艺控制，但其有很大的弊端，排放大量的CO2造成温室效应且需要严苛的反应条件，例如高温、高压。在环境条件下的电化学氮气还原反应为我们提供了人工合成NH3的友好途径，然而对于氮气还原反应需要稳定且有效的催化剂。诸如Au，Ru，Ag和Rh的贵金属能有效的用于电解氮气还原，而这些催化剂的昂贵价格限制了它们的使用。过渡金属氧化物恰巧解决了这种昂贵性，且其无毒易制备，但随之而来的问题是其较差的导电性对催化性能产生不利影响。本发明提供了一种多层堆叠纳米片催化剂材料硫化钴氧化铈杂化物CoS‑CeO2的制备方法及其电催化氮还原应用。首先，在特制的反应溶液中加入特定比例的钴、铈试剂，利用水热合成法加热反应得到钴、铈前驱体；然后，将钴、铈前驱体置于特定氮气流速的管式炉中进行硫化处理，最终得到硫化钴氧化铈杂化物CoS‑CeO2。该CoS‑CeO2催化剂在电催化氮还原NRR领域表现出优异的催化活性，相对标准氢电极下，‑0.2 V时，氨产率达到40.6µg h–1 mg–1cat，法拉第效率达到10.2%。