CN103130182A - 一种提高硼氢化钠水解放氢量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种提高硼氢化钠水解放氢量的方法：将Co-B催化剂与稀土氧化物在研钵中用玻璃棒搅拌均匀得混合物，混合物中稀土氧化物的质量分数为25-75%，然后将混合物加入到硼氢化钠碱性水溶液中，本发明利用Co-B催化剂与稀土氧化物的混合物进行硼氢化钠水解放氢反应，方法简单，显著的提高了放氢量。

Description

一种提高硼氢化钠水解放氢量的方法
技术领域
本发明属于储氢材料领域，具体涉及一种提高硼氢化钠水解放氢量的方法。
背景技术
质子交换膜燃料电池(PEMFC)是目前为止得到最深入和最广泛研究的一类燃料电池，随着燃料电池发电方式在技术上的不断突破，金属氢化物制氢技术得到了迅速发展。其中硼氢化钠(NaBH4)碱性饱和水溶液的储氢量可达7.4%，并且采用合适的催化剂就可以把NaBH4及一部分H2O中的氢释放出来，在储氢和制氢等方面展现了其独特优势。目前有关硼氢化钠水解制氢的研究主要集中在催化剂的研制方面。根据报道，在众多的催化剂中Co-B催化剂显示出了非常优异的催化性能，但是由于水解产物容易结块，使得Co-B有效催化剂面积减少，限制了Co-B的催化剂性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高硼氢化钠水解放氢量的方法。
为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
将Co-B催化剂与稀土氧化物在研钵中用玻璃棒搅拌均匀得混合物，混合物中稀土氧化物的质量分数为25-75%，然后将混合物加入到硼氢化钠碱性水溶液中，在室温下进行水解放氢反应。
所述Co-B催化剂的制备方法为：将NaBH4与CoCl2在25-30℃条件下进行水解反应2-5分钟，NaBH4与CoCl2的质量比为10：1，然后过滤得滤渣，将滤渣干燥。
所述稀土氧化物为CeO2、Y2O3、Nd2O3、Gd2O3或La2O3。稀土氧化物的加入，使得NaBH4水解放氢的产物呈多孔结构，有利于提高放氢量。
所述硼氢化钠碱性水溶液中硼氢化钠的含量为硼氢化钠与混合物总质量的50-60%。
本发明的优点：本发明利用Co-B催化剂与稀土氧化物的混合物进行硼氢化钠水解放氢反应，方法简单，显著的提高了放氢量。
附图说明
图1为硼氢化钠水解放氢量与放氢时间关系图。
图2为硼氢化钠水解放氢产物的SEM图；图2中，(a)为掺杂0.004gCo-B/0.01g CeO2；(b)为掺杂0.007g Co-B/0.007g CeO2；(c)为掺杂0.01gCo-B/0.004g CeO2；(A1)为仅掺杂0.014g Co-B。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种提高硼氢化钠水解放氢量的方法，步骤如下：1）将1.07gNaBH4与0.101g CoCl2加入4g水中，在25-30℃条件下进行水解反应2-5分钟，然后过滤得滤渣，将滤渣干燥获得Co-B催化剂，将0.004g Co-B催化剂与0.01g CeO2在研钵中用玻璃棒搅拌均匀得混合催化剂；2）将NaOH与水配成pH值为12-13的强碱溶液，然后将在充有氩气的手套箱中称量的0.0178g硼氢化钠加入到强碱溶液中混合均匀得硼氢化钠碱性水溶液，硼氢化钠碱性水溶液中硼氢化钠的质量分数为9%，最后将混合催化剂加入到硼氢化钠碱性水溶液中进行水解放氢反应。
从图1可以看出，和只加入Co-B催化剂相比，放氢量增加了大约7%。
从图2中(a)可以看出，和只加入Co-B催化剂相比，实施例1的NaBH4水解产物为一种多孔状结构，而只加入Co-B催化剂的NaBH4水解产物为一种块状结构（图2中(A1)），可能是这种多孔结构使得NaBH4水解放氢量增加了。
实施例2
一种提高硼氢化钠水解放氢量的方法，步骤如下：1）将1.07gNaBH4与0.101g CoCl2加入4g水中，在25-30℃条件下进行水解反应2-5分钟，然后过滤得滤渣，将滤渣干燥获得Co-B催化剂，将0.007g Co-B催化剂与0.007g CeO2在研钵中用玻璃棒搅拌均匀得混合催化剂；2）将NaOH与水配成pH值为12-13的强碱溶液，然后将在充有氩气的手套箱中称量的0.0178g硼氢化钠加入到强碱溶液中混合均匀得硼氢化钠碱性水溶液，硼氢化钠碱性水溶液中硼氢化钠的质量分数为9%，最后将混合催化剂加入到硼氢化钠碱性水溶液中进行水解放氢反应。
从图1可以看出，和只加入Co-B催化剂相比，放氢量增加了大约13%。
从图2中(b)可以看出，和只加入Co-B催化剂相比，实施例2的NaBH4水解产物为一种多孔状结构，而只加入Co-B催化剂的NaBH4水解产物为一种块状结构（图2中(A1)），可能是这种多孔结构使得NaBH4水解放氢量增加了。
实施例3
一种提高硼氢化钠水解放氢量的方法，步骤如下：1）将1.07gNaBH4与0.101g CoCl2加入4g水中，在25-30℃条件下进行水解反应2-5分钟，然后过滤得滤渣，将滤渣干燥获得Co-B催化剂，将0.01g Co-B催化剂与0.004g CeO2在研钵中用玻璃棒搅拌均匀得混合催化剂；2）将NaOH与水配成pH值为12-13的强碱溶液，然后将在充有氩气的手套箱中称量的0.0178g硼氢化钠加入到强碱溶液中混合均匀得硼氢化钠碱性水溶液，硼氢化钠碱性水溶液中硼氢化钠的质量分数为9%，最后将混合催化剂加入到硼氢化钠碱性水溶液中进行水解放氢反应。
从图1可以看出，和只加入Co-B催化剂相比，放氢量增加了大约3%。
从图2中(c)可以看出，和只加入Co-B催化剂相比，实施例3的NaBH4水解产物为一种多孔状结构，而只加入Co-B催化剂的NaBH4水解产物为一种块状结构（图2中(A1)），可能是这种多孔结构使得NaBH4水解放氢量增加了。
以上所述仅是对本发明的进一步说明而非限定，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进或润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种提高硼氢化钠水解放氢量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将Co-B催化剂与稀土氧化物在研钵中用玻璃棒搅拌均匀得混合物，混合物中稀土氧化物的质量分数为25-75%，然后将混合物加入到硼氢化钠碱性水溶液中。
2.根据权利要求1所述一种提高硼氢化钠水解放氢量的方法，其特征在于：所述Co-B催化剂的制备方法为：将NaBH4与CoCl2在25-30℃条件下进行水解反应2-5分钟，NaBH4与CoCl2的质量比为10：1，然后过滤得滤渣，将滤渣干燥。
3.根据权利要求1所述一种提高硼氢化钠水解放氢量的方法，其特征在于：所述稀土氧化物为CeO2、Y2O3、Nd2O3、Gd2O3或La2O3。
4.根据权利要求1所述一种提高硼氢化钠水解放氢量的方法，其特征在于：所述硼氢化钠碱性水溶液中硼氢化钠的含量为硼氢化钠与混合物总质量的50-60%。
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