g-C3N4@TiO2纳米纤维膜的改性及其固氮性能
2021-09-15武晓会刘一涛俞建勇
东华大学学报(自然科学版) 2021年4期
武晓会,王 妍,斯 阳,刘一涛,俞建勇,丁 彬
(东华大学 a.纺织学院;b.纺织科技创新中心,上海 201620)
一个多世纪以来,人工固氮推动着化学工业的发展,为化肥、药品、树脂和橡胶等化工制品领域奠定了重要基础[1]。当前,哈伯法被广泛应用在合成氨领域,然而该方法需要在高温高压条件进行以打破高度稳定的N—N键。因此,电催化氮气还原法因节能、环境友好和常温常压环境条件等特点而成为一种重要的替代方法[2]。贵金属材料作为最早被研究的电催化剂,其在电催化氮气还原应用中展现出广阔的前景[3-6]。鉴于实际应用需求,稀有且高价的贵金属并不是氮气还原催化剂的最佳选择,因此研究人员[7-8]进行非贵金属电催化剂的探索研究。
过渡金属化合物因来源丰富和成本低等优点逐渐进入研究人员[9-12]的视野。层状过渡金属硫化物由于边缘和基底表面具有丰富的活性位点而受到广泛关注[13]。文献[14-15]表明钨基电催化剂具有较好电催化氮气还原活性,作为一种重要的过渡金属硫化物,单层二硫化钨(WS2)具有高电子迁移率和能带适中等优点,因此可用于高效氮气还原反应[16]。尽管如此,在电催化氮气还原应用中电催化剂通常需要负载在导电的碳质材料(如碳纸、碳布和石墨烯等)上,这样不仅使催化剂表面的活性位点大大减少,而且在反应过程中易从基材上脱落,从而对环境造成污染。此外,氮气还原过程中使用的基材没有催化活性,会降低材料的氨产率。……
登录APP查看全文