CN111874865A - 一种无金属参与的催化产氢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型的无金属参与催化产氢的方法，以四羟基二硼为原料，然后以碱性溶液为催化剂，混合之后来达到催化产氢的效果。此方法虽然没有任何金属参与反应，但是却有优越的催化活性，采用此方法测试了十二种不同的碱性溶液催化四羟基二硼水解产氢的效果，其中三乙胺和氢氧化钠具有最优越的催化产氢效果。由于此方法无金属参与反应，在解决能源危机的同时又保护了环境，正是响应国家减少污染、保护环境的号召。
Description
技术领域
本发明涉及一种无金属参与的催化产氢方法，属于新能源。
背景技术
在过去的几十年里,探索可持续的、可再生和清洁燃料技术引起了越来越多的关注。由于能源消耗日益增长和相关环境问题，太阳能、风能和其他可持续能源战略已成为有希望的化石燃料替代品。然而，这些可再生资源的日常应用受到时间和空间间歇性所造成的低能量输送效率的限制。把这些可再生资源转换成可储存和可运输的化学燃料是一种很有前途的方法。近年来，氢以其相对丰度高、明显的高能量密度和零排放等优点被认为是最有前途的化学燃料之一。氢正是这样一种在常规能源危机的出现和开发新的二次能源的同时，人们期待的新的二次能源。作为一种理想的新的合能体能源，它具有以下特点：重量最轻：标准状态下，密度为0.0899g/L，零下252.7℃时，可成为液体，若将压力增大到数百个大气压，液氢可变为金属氢。一般来说，氢气主要是由工业蒸汽重整过程、电催化或光催化的水分解、电化学氧化交联、催化的热解或水解的储氢材料(包括富氢无机氢化物、金属氢化物等)产生，然而关键是要找到一种效率高，稳定性好而又无污染的催化剂，在此我们发明了一种无金属参与的催化方法。是以碱性溶液为催化剂来催化四羟基二硼水解产氢，该方法实行起来绿色环保，且效果较好。
从文献报道来看，用无金属碱溶液催化产氢的报道尚未出现。因此此方法具有无可比拟的效果，如绿色环保，无污染，产率高。
发明内容
本发明的技术方案以不同的碱性溶液为催化剂催化四羟基二硼水解产氢，此方法包括以下步骤：
步骤1：配制不同的碱性溶液
步骤2：称取四羟基二硼，装进反应器密封好
步骤3：用注射器吸取配制好的2 mL碱溶液打入反应器之后封好立即开始计时。
所述的碱溶液浓度为0.25-0.75 mmol/mL。
所述的不同的碱性溶液分别为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、三乙胺、氢氧化铯、碳酸铯、磷酸钠、磷酸氢二钠和磷酸二氢钠溶液。
所述的四羟基二硼的物质的量为0.75-1.5 mmol。
所述的碱性溶液与四羟基二硼的物质的量比为0.5-1.5。
附图说明
图1为实施例1-12中不同的碱溶液催化1 mmol四羟基二硼水解产氢的曲线图。
具体实施方式
实施例1
采用氢氧化钠溶液催化四羟基二硼水解产氢，具体步骤如下：
步骤1：将适量的氢氧化钠溶解于去离子水中配成0.5mmol/ml的溶液；
步骤2：称取1 mmol 四羟基二硼，装入反应瓶，封口置于30℃水浴锅中搅拌；
步骤3：用注射器吸取步骤1中的氢氧化纳溶液2 mL，注入步骤2中的反应瓶中，立即开始计时并封好口；
步骤4：每间隔15s或30s记录对应时间下的氢气体积。
实施例2
采用氢氧化钾溶液催化四羟基二硼水解产氢，具体步骤如下：
步骤1：将适量的氢氧化钾溶解于去离子水中配成0.5mmol/ml的溶液；
步骤2：称取1 mmol 四羟基二硼，装入反应瓶，封口置于30℃水浴锅中搅拌；
步骤3：用注射器吸取步骤1中的氢氧化钾溶液2 mL，注入步骤2中的反应瓶中，立即开始计时并封好口；
步骤4：每间隔15s或30s记录对应时间下的氢气体积。
实施例3
采用氢氧化铯溶液催化四羟基二硼水解产氢，具体步骤如下：
步骤1：将适量的氢氧化铯溶解于去离子水中配成0.5mmol/ml的溶液；
步骤2：称取1 mmol 四羟基二硼，装入反应瓶，封口置于30℃水浴锅中搅拌；
步骤3：用注射器吸取步骤1中的氢氧化铯溶液2 mL，注入步骤2中的反应瓶中，立即开始计时并封好口；
步骤4：每间隔15s或30s记录对应时间下的氢气体积。
实施例4：碳酸类碱催化产氢
采用碳酸钠溶液催化四羟基二硼水解产氢，具体步骤如下：
步骤1：将适量的碳酸钠溶解于去离子水中配成0.5mmol/ml的溶液；
步骤2：称取1 mmol 四羟基二硼，装入反应瓶，封口置于30℃水浴锅中搅拌；
步骤3：用注射器吸取步骤1中的碳酸钠溶液2 mL，注入步骤2中的反应瓶中，立即开始计时并封好口；
步骤4：每间隔15s或30s记录对应时间下的氢气体积。
实施例5
采用碳酸钾溶液催化四羟基二硼水解产氢，具体步骤如下：
步骤1：将适量的碳酸钾溶解于去离子水中配成0.5mmol/ml的溶液；
步骤2：称取1 mmol 四羟基二硼，装入反应瓶，封口置于30℃水浴锅中搅拌；
步骤3：用注射器吸取步骤1中的碳酸钾溶液2 mL，注入步骤2中的反应瓶中，立即开始计时并封好口；
步骤4：每间隔15s或30s记录对应时间下的氢气体积。
实施例6
采用碳酸铯溶液催化四羟基二硼水解产氢，具体步骤如下：
步骤1：将适量的碳酸铯溶解于去离子水中配成0.5mmol/ml的溶液；
步骤2：称取1 mmol 四羟基二硼，装入反应瓶，封口置于30℃水浴锅中搅拌；
步骤3：用注射器吸取步骤1中的碳酸铯溶液2 mL，注入步骤2中的反应瓶中，立即开始计时并封好口；
步骤4：每间隔15s或30s记录对应时间下的氢气体积。
实施例7：碳酸氢类碱催化产氢
采用碳酸氢钠溶液催化四羟基二硼水解产氢，具体步骤如下：
步骤1：将适量的碳酸氢钠溶解于去离子水中配成0.5mmol/ml的溶液；
步骤2：称取1 mmol 四羟基二硼，装入反应瓶，封口置于30℃水浴锅中搅拌；
步骤3：用注射器吸取步骤1中的碳酸氢钠溶液2 mL，注入步骤2中的反应瓶中，立即开始计时并封好口；
步骤4：每间隔15s或30s记录对应时间下的氢气体积。
实施例8
采用碳酸氢钾溶液催化四羟基二硼水解产氢，具体步骤如下：
步骤1：将适量的碳酸氢钾溶解于去离子水中配成0.5mmol/ml的溶液；
步骤2：称取1 mmol 四羟基二硼，装入反应瓶，封口置于30℃水浴锅中搅拌；
步骤3：用注射器吸取步骤1中的碳酸氢钾溶液2 mL，注入步骤2中的反应瓶中，立即开始计时并封好口；
步骤4：每间隔15s或30s记录对应时间下的氢气体积。
实施例9：磷酸类盐催化产氢
采用磷酸钠溶液催化四羟基二硼水解产氢，具体步骤如下：
步骤1：将适量的磷酸钠溶解于去离子水中配成0.5mmol/ml的溶液；
步骤2：称取1 mmol 四羟基二硼，装入反应瓶，封口置于30℃水浴锅中搅拌；
步骤3：用注射器吸取步骤1中的磷酸钠溶液2 mL，注入步骤2中的反应瓶中，立即开始计时并封好口；
步骤4：每间隔15s或30s记录对应时间下的氢气体积。
实施例10
采用磷酸氢二钠溶液催化四羟基二硼水解产氢，具体步骤如下：
步骤1：将适量的磷酸氢二钠溶解于去离子水中配成0.5mmol/ml的溶液；
步骤2：称取1 mmol 四羟基二硼，装入反应瓶，封口置于30℃水浴锅中搅拌；
步骤3：用注射器吸取步骤1中的磷酸氢二钠溶液2 mL，注入步骤2中的反应瓶中，立即开始计时并封好口；
步骤4：每间隔15s或30s记录对应时间下的氢气体积。
实施例11
采用磷酸二氢钠溶液催化四羟基二硼水解产氢，具体步骤如下：
步骤1：将适量的磷酸二氢钠溶解于去离子水中配成0.5mmol/ml的溶液；
步骤2：称取1 mmol 四羟基二硼，装入反应瓶，封口置于30℃水浴锅中搅拌；
步骤3：用注射器吸取步骤1中的磷酸二氢钠溶液2 mL，注入步骤2中的反应瓶中，立即开始计时并封好口；
步骤4：每间隔15s或30s记录对应时间下的氢气体积。
实施例12
采用三乙胺溶液催化四羟基二硼水解产氢，具体步骤如下：
步骤1：将适量的三乙胺溶解于去离子水中配成0.5mmol/ml的溶液；
步骤2：称取1 mmol 四羟基二硼，装入反应瓶，封口置于30℃水浴锅中搅拌；
步骤3：用注射器吸取步骤1中的三乙胺溶液2 mL，注入步骤2中的反应瓶中，立即开始计时并封好口；
步骤4：每间隔15s或30s记录对应时间下的氢气体积。
Claims (4)
1.一种无金属参与的催化产氢的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：配制碱溶液；
步骤2：称取四羟基二硼，装进反应器，密封；
步骤3：用注射器吸取配制好的碱溶液打入反应器，即可完成催化产生工艺。
2. 根据权利要求1所述的无金属参与的催化产氢的方法，其特征在于，步骤1中所述的碱溶液浓度为0.25-0.75 mmol/mL。
3.根据权利要求2所述的无金属参与的催化产氢的方法，其特征在于，所述的碱溶液包括氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、三乙胺、氢氧化铯、碳酸铯、磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠溶液中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的无金属参与的催化产氢的方法，其特征在于，碱溶液与四羟基二硼的物质的量比为0.5-1.5。
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