现代化工2024,Vol.44Issue(8) :86-92.DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.08.017

硫修饰瓜子壳衍生碳材料增强电催化合成氨性能研究

Sulfur-modified melon seed shell derived carbon material for enhanced electrocatalytic synthesis of ammonia

王金 王碧霞 单铃 郑建明 刘斌 王爽
现代化工2024,Vol.44Issue(8) :86-92.DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.08.017

硫修饰瓜子壳衍生碳材料增强电催化合成氨性能研究

Sulfur-modified melon seed shell derived carbon material for enhanced electrocatalytic synthesis of ammonia

王金 1王碧霞 2单铃 2郑建明 2刘斌 3王爽4
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作者信息

  • 1. 浙江万丰科技开发股份有限公司,浙江嵊州 312400;中北大学材料科学与工程学院,山西 太原 030051
  • 2. 浙江万丰科技开发股份有限公司,浙江嵊州 312400
  • 3. 中北大学材料科学与工程学院,山西 太原 030051
  • 4. 太原理工大学环境科学与工程学院,山西 晋中 030600
  • 折叠

摘要

以生物质废弃物瓜子壳为碳源、Na2S2O3为硫源,利用一步低温浸渍法合成硫修饰的瓜子壳衍生碳材料,引入硫同时实现了硫修饰和硫掺杂,增强了合成氨催化剂的催化性能.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、热重分析仪等手段对催化剂的形貌结构、物理化学性质进行表征,利用硫的疏水性抑制HER竞争反应.结果表明,掺杂的硫原子创造了丰富的电化学活性位点,增强了电催化合成氨性能.催化剂在常温、常压条件下获得了 11.46 μgNH3/(mgcat.·h)的氨产率,且催化性能稳定.

Abstract

Taking spent melon seed shell as carbon source and Na2S2O3 as sulfur source,the sulfur modified melon seed shell derived carbon material is synthesized via one-step low temperature impregnation method.The sulfur modification and sulfur doping are achieved at the same time,and the catalytic performance of catalyst for synthesis of ammonia is enhanced.The morphology,structure,physical and chemical properties of the catalyst are characterized by means of scanning electron microscopy,transmission electron microscopy,X-ray photoelectron spectroscopy and thermogravimetric analyzer,and the hydrophobicity of sulfur is utilized to inhibit HER competitive reaction.Results show that the sulfur atoms doped create abundant electrochemical active sites and enhance the performance of the catalysts in electrocatalytic synthesis of ammonia.Under normal temperature and pressure,the yield of ammonia over the catalyst reaches 11.46 μgNH3/(mgcat.·h),and the catalyst remains stable performance.

关键词

电催化/非金属催化剂/硫修饰/生物质衍生碳/合成氨

Key words

electrocatalysis/nonmetallic catalyst/sulfur modification/biomass derived carbon/synthetic ammonia

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基金项目

国家自然科学基金(22078215)

国家自然科学基金(21671147)

山西省自然科学基金(201901D211117)

出版年

2024
现代化工
中国化工信息中心

现代化工

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:0.553
ISSN:0253-4320
参考文献量1
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