CN100411740C - 硼氢化物水解制氢化学镀附载催化剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种硼氢化物水解制氢化学镀附载催化剂的方法。本发明属于氢能源催化技术领域。本发明制备过程:1.按比例制备化学镀溶液:将1-100g含有金属离子的化合物和1-50g还原剂分别用蒸馏水溶解,并将二者混合,搅拌均匀,用蒸馏水稀释至1-10升,加入添加剂0.2-2g,调节pH值到8-10,将溶液加热到30-90℃;2.催化剂载体进行化学镀:将催化剂载体放入制备的溶液中,静置5-200分钟;3.清洗干燥:取出用蒸馏水洗净,进行干燥。本发明催化剂基体表面镀层很薄,反应溶液流过时阻力小,并且催化剂具有活性表面大、利用率高、附着牢固,工艺简单,可制成各种形状、批量制备等优点。
Description
技术领域
本发明属于氢能源催化技术领域,特别是涉及一种硼氢化物水解制氢化学镀附载催化剂的方法。
背景技术
近年来,国内外很多学者对金属硼氢化物水解反应制氢争相进行研究,并申请了一些专利。硼氢化物水解制氢工艺简单、成本低、出氢率高,反应生成的气体纯净,含有少量水,它的原理是将金属硼氢化物溶于碱性溶液,以利于保存,使用时加入金属催化剂加速反应。Amendola将Ru附载到IRA-400阳离子树脂上作为催化剂,对金属硼氢化物进行催化制氢。其制备经过溶解、吸附、交换等过程,步骤烦琐、工艺复杂。中国专利(CN 1565958A)公开了一种采用化学沉积的方法,将催化剂沉积在多孔基体上,这样制成的催化剂会堵塞多孔载体的孔洞,当反应发生时,孔洞内气体压力升高,催化剂容易脱落。
发明内容
硼氢化物水解制氢是用金属硼氢化物溶于碱性溶液中,与催化剂接触后金属硼氢化物发生水解反应释放出氢气,用以下方程式表示:
MBH4+2H2O→MBO2+4H2↑
M是碱金属,可以是钠、钾、锂的一种或几种,在催化剂的作用下,金属硼氢化物与水反应生成偏硼酸盐和氢气。
通过化学镀将催化剂附载到多孔载体内部和表面。
本发明采用如下技术方案:
硼氢化物水解制氢化学镀附载催化剂的方法,用化学方法将金属催化剂附载到多孔载体内部和表面,其制备过程包括:
1.按比例制备化学镀溶液:将1-100g含有金属离子的化合物和1-50g还原剂分别用蒸馏水溶解,并将二者混合,搅拌均匀,用蒸馏水稀释至1-10升,加入添加剂0.2-2g,调节pH值到8-10,将溶液加热到30-90℃;
其中:金属离子的化合物为钯、铂、铑、钌、锇、铱、镍或钴的卤化物、氢氧化物、硝酸盐、磷酸盐的一种或几种混合物;
还原剂为次磷酸盐、亚磷酸盐、肼、水合肼的一种或几种;
添加剂为乙二胺、2g/L硫代二甘醇酸、重量浓度为30-40%盐酸、20-30%氨水、氯化铵、氢氧化钠、盐酸羟胺、10-20g/L EDTA中的一种或几种;
2.催化剂载体进行化学镀:将催化剂载体放入制备的溶液中,静置5-200分钟;
3.清洗干燥:取出用蒸馏水洗净,进行干燥,制得催化剂。
本发明还可以采用如下技术措施:
所述的硼氢化物水解制氢化学镀附载催化剂的方法,其特点是:将催化剂载体放入溶液中,静置30-120分钟。
所述的硼氢化物水解制氢化学镀附载催化剂的方法,其特点是:用硫酸、氢氧化钠或氨水调节pH值到8-10。
所述的硼氢化物水解制氢化学镀附载催化剂的方法,其特点是:化学镀附载催化剂通过自然晾干。
所述的硼氢化物水解制氢化学镀附载催化剂的方法,其特点是:基体多孔载体是铜、铁、锡、镍。
所述的硼氢化物水解制氢化学镀附载催化剂的方法,其特点是:基体多孔载体为片状、网状、颗粒或泡沫。
本发明具有的优点和积极效果:
1、化学镀附载催化剂方法在基体表面的镀层很薄,不会将多孔载体中的孔洞填满,反应溶液流过时阻力小,减小水泵的功耗。
2、化学镀所得到的镀层厚度小,同样重量催化剂活性表面大,催化剂利用率高。
3、催化剂在基体上附着的牢固度高,不会脱落。
4、催化剂附着在多孔载体上,可以制成片状、网状、颗粒等各种形状。
5、催化剂制备方法简单,可以批量制备催化剂。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效,兹列举以下实例并进行详细说明如下:
实施例1
将10gPt(OH)4,0.5g肼分别用蒸馏水溶解,并将二者混合均匀搅拌,用蒸馏水稀释至1升,加入2g 乙二胺,滴入15滴20%EDTA,将溶液加温至60℃,用NaOH调节pH值至10,将铜网剪成5×5cm2方形,放入溶液中静置30分钟,取出用蒸馏水冲洗,自然干燥,获得了铂催化剂。
实施例2
将5.2g RuCl2和5gNaNO2分别溶于少量蒸馏水中,混合均匀并搅拌,用蒸馏水稀释至1L,滴加10滴氨水,将溶液加温至45℃,调节pH值至9,将泡沫镍切割成5×5cm2方形放入溶液中静置40分钟,取出用蒸馏水冲洗,自然干燥,获得了钌催化剂。
实施例3
称2.5gNaOH溶于15mL蒸馏水中,加入3.5gNaBH4,再加入上述制备的催化剂,可在6分钟内得到8.7升氢气,生成氢气平均速率为1.45L/分,反应完毕后溶液中无脱落的催化剂颗粒。直接还原生成粉末状催化剂生成氢气平均速率为1.51L/分,证明化学附载催化剂活性良好。
Claims (6)
1. 一种硼氢化物水解制氢化学镀附载催化剂的方法,其特征是催化硼氢化物水解制取氢气的金属催化剂制备过程包括:
(1)按比例制备化学镀溶液:将1-100g含有金属离子的化合物和1-50g还原剂分别用蒸馏水溶解,并将二者混合,搅拌均匀,用蒸馏水稀释至1-10升,加入添加剂0.2-2g,调节pH值到8-10,将溶液加热到30-90℃;
其中:金属离子的化合物为钯、铂、铑、钌、锇、铱、镍或钴的卤化物、氢氧化物、硝酸盐、磷酸盐的一种或几种混合物;
还原剂为次磷酸盐、亚磷酸盐、肼、水合肼的一种或几种;
添加剂为乙二胺、2g/L硫代二甘醇酸、重量浓度为30-40%盐酸、20-30%氨水、氯化铵、氢氧化钠、盐酸羟胺、10-20g/L EDTA中的一种或几种;
(2)催化剂载体进行化学镀:将催化剂载体放入制备的溶液中,静置5-200分钟;
(3)清洗干燥:取出用蒸馏水洗净,进行干燥,制得催化剂。
2. 根据权利要求1所述的硼氢化物水解制氢化学镀附载催化剂的方法,其特征是:将催化剂载体放入溶液中,静置30-120分钟。
3. 根据权利要求1所述的硼氢化物水解制氢化学镀附载催化剂的方法,其特征是:用硫酸、氢氧化钠或氨水调节pH值到8-10。
4. 根据权利要求1所述的硼氢化物水解制氢化学镀附载催化剂的方法,其特征是:化学镀附载催化剂通过自然晾干。
5. 根据权利要求1所述的硼氢化物水解制氢化学镀附载催化剂的方法,其特征是:基体多孔载体是铜、铁、锡、镍。
6. 根据权利要求1所述的硼氢化物水解制氢化学镀附载催化剂的方法,其特征是:基体多孔载体为片状、网状、颗粒或泡沫。
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