金属有机骨架的制备及其电化学催化固氮性能

发布时间：2024-03-21 22:45

　　将自然界丰富N2转化为NH3对经济社会发展至关重要。Haber-Bosch是传统工业固氮法,耗能严重且排放大量CO2,故需低能环保的固氮新方案。电化学氮还原反应(NRR)可在环境条件产NH3,是极具前景的替代Haber-Bosch的绿色方案。但目前催化剂性能较差,该技术的固氮速率和法拉第效率(FE)都较低。金属有机骨架材料(MOFs)有高孔隙率、高比表面积和丰富的配位不饱和金属位点,是潜在的NRR催化剂。利用氯化铁和2-氨基对苯二甲酸(或对苯二甲酸),用水热法合成NH2-MIL-88B-Fe(或 MIL-88B-Fe)。双锥棱柱形 NH2-MIL-88B-Fe 的粒径小于纺锤形MIL-88B-Fe。NH2-MIL-88B-Fe的最大NH3生成速率为12.05×10-11 mol s-1 cm-2,高于 MIL-88B-Fe 的 3.575×10-11 mol s-1 cm-2。且NH2-MIL-88B-Fe 的 FE 也高于 MIL-88B-Fe。MIL-88B-Fe 引入-NH2官能团后,降低粒径,增加配位不饱和位点,能提升NRR性能。利用金属硝酸盐和2,5-二羟基对苯二甲酸,用水热...

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【部分图文】：

图１－１固氮的原子和能源经济性图

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图１－２固氮酶蛋白和辅助因子

?第一章绪论???Ｆｅ?Ｐｒｏｔｅｉｎ?ＭｏＦｅ?Ｐｒｏｔｅｉｎ??Ｒ－Ｈｏｍｏｃｉｔｒａｔｅ?＾??Ｐ－ｃｌｕｓｔｅｒ??ＦｅＭｏ－ｃｏ??图１－２固氮酶蛋白和辅助因子。??（左侧的是Ｆｅ蛋白、右侧的是ＭｏＦｅ蛋白）??Ｆｉｇ．?１－２?Ｎｉｔｒｏｇｅｎａｓｅ?ｐｒｏｔｅｉｎｓ....

图１－４氨合成电池反应器示意图??Ｆｉｇ．?１－４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｃｅｌｌ－ｒｅａｃｔｏｒ?ｆｏｒ?ａｍｍｏｎｉａ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ??

含０．３ＭＬｉＣｌ〇４的甲醇作??为电解质，在通入Ｎ２的条件下恒电位电解还原ＣｐｚＴｉＣｂ，实验发现有ＮＨ３生成，但??其生成速率极低［４２］。??电化学固氮一般都在常压下进行，但温度的操作范围却比较宽。依据温度的不同，??可以分为．？中高温电化学固氮（ｌ〇〇°Ｃ以上）和低温电化....

图１－５电催化ＮＲＲ机理示意图??Ｆｉｇ．?１－５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｃａｔａｌｙｔｉｃ?ＮＲＲ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ??对于解离机理，Ｎ２?

??；?Ｊ｜｜?Ｉ?－－ｄ?ｎｈ３?！??，?ＮＨ?ＮＨ?ＮＨ２?ＮＨ２?，??Ｉ?Ｎ?／／／／?７７＾７＂?７７＾７＂?／／／／?｜??Ｉ?Ｉ??侧面Ｉ?１?Ｎ、三／Ｎ?Ｈ＇ｅ?Ｎ＝ＮＨ?Ｈ，ｅ．?ＨＮ＝ＮＨ?Ｈ＇ｅ．ＨＮ—ＮＨ２Ｈ＇ｅ?Ｈ２＾—ＮＨ２?ｉ?；??Ｖ＾ｍＶ—＾Ｖ....

本文编号：3934241