g-C_3N_4和Pt/g-C_3N_4在常温常压电化学合成氨中的阴极催化性能

电化学法合成氨是一种有希望替代传统Haber-Bosch法的新方法,而开发一种能够高效活化N2分子的催化剂成为电化学法合成氨的关键。采用一步煅烧二氰二胺的方法制备了石墨型氮化碳(g-C_3N_4),并将Pt纳米颗粒沉积在g-C_3N_4上制备了Pt/g-C_3N_4。采用XRD、SEM、TEM以及XPS表征和分析了所得催化剂的晶体结构,表面微观形貌和表面元素组成。分别采用H+型Nafion膜和H+/NH+4型Nafion膜作电解质,研究了Pt/g-C_3N_4和g-C_3N_4的催化性能以及Nafion膜中NH+4的作用。结果表明,Pt/g-C_3N_4和g-C_3N_4分别作阴极催化剂时均成功合成出NH3,而Pt/g-C_3N_4的性能优于g-C_3N_4。另外,膜中引入NH+4能够促进N2的电化学还原。