CN114433165A - 一种蓬松状结构双金属基复合催化剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蓬松状结构双金属基复合催化剂及其制备方法与应用，所述制备方法中由于原料的选择以及相互间量的配合，制备获得具有独特的蓬松状结构的催化剂，这种独特的结构使得催化剂材料表面积增加，表面粗糙度增大，表面活性位点增加，有利于增加催化活性，提高光催化硼氢化钠水解制氢的反应动力学；该制备方法，具有制备工艺简单，易于操作，制备成本低等优点，适合大批量的制备，且后续处理工艺简单，有利于硼氢化钠燃料液和催化剂的分离和接触，易于随用随产。
Description
技术领域
本发明公开涉及催化剂制备的技术领域，尤其涉及一种蓬松状结构双金属基复合催化剂及其制备方法与应用。
背景技术
长期以来，能源问题一直是人们备受关注的重点问题。为了提高氢燃料制储运经济性，因地制宜开展工业副产氢及可再生能源制氢技术应用，加快推进先进适用储氢材料产业化。开展高压气态、深冷气态、低温液态及固态等多种形式储运技术示范应用，探索建设氢燃料运输管道，逐步降低氢燃料储运成本。然而，制氢发展滞缓，成为氢能产业“卡脖子”关键技术。靠什么制氢，如何实现氢的高效制取，是广大科研工作者研究的重点领域。
在众多的储氢材料中，硼氢化钠因其具有较高的质量储氢容量(10.8％)，室温下碱性条件下稳定，在制氢方面备受关注。硼氢化钠在常温常压下通过硼氢化钠水解制氢供给燃料电池工作发电，适合作为小功率便携式燃料电池氢源。在助力电动车、无人机、无人潜水艇、仿生鱼、智能机器人等领域具有十分广阔的产业化应用前景。其在室温下，在催化剂作用下可实现高纯度氢气的可控释放，且对环境无污染，可以调控催化剂与硼氢化钠燃料液的分离与接触，实现随用随产优势。
然而，实现硼氢化钠水解制氢得以应用的关键在于催化剂。目前，催化性能较好的多为贵金属Pt、Ru等，但是其高昂的价格和有限的存储，使得其实际应用受到限制。因此，开发低廉高效的非贵金属基催化剂则显得尤为重要。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种蓬松状结构双金属基复合催化剂及其制备方法与应用，以提供一种低廉高效的非贵金属基催化剂，用于光催化硼氢化钠水解制氢。
一方面，本发明提供了一种蓬松状结构双金属基复合催化剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
1)将g-C3N4置于去离子水中并超声分散，形成分散体系A；
2)将七水合硫酸亚铁和六水合氯化钴加入到所述分散体系A中，搅拌使之全部溶解，形成分散体系B；
3)在所述分散体系B中加入甘氨酸，搅拌溶解后，调节pH值至12，获得分散体系C；
4)将硼氢化钠缓慢加入所述分散体系C中，并伴随磁力搅拌，得溶液D，将溶液D恒温至25℃后，加入预处理的泡沫镍，持续反应；
5)反应结束后，将泡沫镍取出，依次用去离子水、乙醇洗涤并真空干燥，得到双金属基复合催化剂；
其中，步骤4)所述溶液D中硼氢化钠的物质的量浓度为0.4-0.9mol·L-1。
优选，步骤1)中将0.05g的g-C3N4置于80mL去离子水中，超声分散，形成分散体系A。
进一步优选，步骤2)中七水合硫酸亚铁和六水合氯化钴加入的物质的量均为0.005mol。
进一步优选，步骤3)中甘氨酸的加入量为4.5g。
另一方面，本发明还提供了一种蓬松状结构双金属基复合催化剂，所述催化剂的化学式为：Co-Fe-B/g-C3N4/Ni，且所述催化剂采用上述任意一种方法制备获得。
优选，所述催化剂的颗粒大小为50-100nm，且具有蓬松状结构。
此外，本发明还提供了一种蓬松状结构双金属基复合催化剂的应用，具体而言，用于光催化硼氢化钠水解制氢。
本发明提供的蓬松状结构双金属基复合催化剂的制备方法，由于原料的选择以及相互间量的配合，制备获得具有独特的蓬松状结构的催化剂，这种独特的结构使得催化剂材料表面积增加，表面粗糙度增大，表面活性位点增加，有利于增加催化活性，提高反应动力学。
本发明提供的蓬松状结构双金属基复合催化剂的制备方法，具有制备工艺简单，易于操作，制备成本低等优点，适合大批量的制备，且后续处理工艺简单，有利于硼氢化钠燃料液和催化剂的分离和接触，易于随用随产。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明公开实施例1制备获得的蓬松状结构双金属基复合催化剂的扫描电镜图；
图2为本发明公开实施例1制备获得的蓬松状结构双金属基复合催化剂用于光催化硼氢化钠水解制氢动力学曲线图；
图3为本发明公开实施例2制备获得的蓬松状结构双金属基复合催化剂的扫描电镜图；
图4为本发明公开实施例2制备获得的蓬松状结构双金属基复合催化剂用于光催化硼氢化钠水解制氢动力学曲线图；
图5为本发明公开对比例1制备获得的双金属基复合催化剂的扫描电镜图；
图6为本发明公开对比例1制备获得的双金属基复合催化剂用于光催化硼氢化钠水解制氢动力学曲线图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的方法的例子。
为了研发低廉高效的非贵金属基催化剂用于硼氢化钠水解制氢体系，本实施方案首次尝试制备了双金属基复合催化剂Co-Fe-B/g-C3N4/Ni，该催化剂由于具有独特的蓬松状结构，这种独特的结构使得催化剂材料表面积增加，表面粗糙度增大，表面活性位点增加，有利于增加催化活性，提高反应动力学。其具体的制备步骤如下：
1)将g-C3N4置于去离子水中并超声分散，形成分散体系A；
2)将七水合硫酸亚铁和六水合氯化钴加入到上述分散体系A中，搅拌使之全部溶解，形成分散体系B；
3)在分散体系B中加入甘氨酸，搅拌溶解后，调节pH值至12，获得分散体系C；
4)将硼氢化钠缓慢加入分散体系C中，并伴随磁力搅拌，得溶液D，将溶液D恒温至25℃后，加入预处理的泡沫镍，持续反应；
5)反应结束后，将泡沫镍取出，依次用去离子水、乙醇洗涤并真空干燥，得到双金属基复合催化剂；
其中，步骤4)溶液D中硼氢化钠的物质的量浓度为0.4-0.9mol·L-1。
优选，步骤1)中将0.05g的g-C3N4置于80mL去离子水中，超声分散，形成分散体系A；步骤2)中七水合硫酸亚铁和六水合氯化钴加入的物质的量均为0.005mol；步骤3)中甘氨酸的加入量为4.5g。
上述方法制备的催化剂为：蓬松状结构双金属基Co-Fe-B/g-C3N4/Ni复合催化剂，将检测该催化剂的颗粒大小为50-100nm，且具有蓬松状结构。
实验中发现：在催化剂的制备过程中，硼氢化钠浓度值对于该催化剂的空间建构形成至关重要，如果硼氢化钠浓度值过高，制备的催化剂颗粒尺寸较大，不能形成蓬松状结构，如果蓬松状结构值过低，双载体表面颗粒分布不均匀，且仍无法形成蓬松状结构。
上述实施方案制备获得的双金属基复合催化剂，可用于光催化硼氢化钠水解制氢，可以在常温下实现硼氢化钠水解制氢，光催化水解制氢速率为10.3～14.0L·min-1·g-1。
下面结合具体的实施例对本发明进行更进一步的解释说明，但是并不用于限制本发明的保护范围。
实施例1：
1)称取0.05g g-C3N4置于80mL去离子水中并超声分散30min，形成分散体系A；
2)将0.005mol七水合硫酸亚铁和0.005mol六水合氯化钴加入到上述步骤1)中的分散体系A中并搅拌使之全部溶解，形成分散体系B；
3)在上述步骤2)形成的分散体系B中加入4.5g甘氨酸，搅拌使之全部溶解后，调节pH值至12，获得分散体系C；
4)将硼氢化钠缓慢加入所述分散体系C中，并伴随磁力搅拌，得溶液D，将溶液D恒温至25℃后，加入预处理的泡沫镍，持续反应；
5)反应结束后，将泡沫镍取出，依次用去离子水、乙醇洗涤并真空干燥，得到双金属基复合催化剂；
其中，步骤4)中溶液D中硼氢化钠的物质的量浓度为0.4mol·L-1。
经检测制备获得的双金属基复合催化剂具有蓬松状结构，该催化剂的扫描电镜图如附图1所示。
将上述制备获得的催化剂用于硼氢化钠水解制氢的催化：
1)称取0.1062g硼氢化钠溶于1％氢氧化钠水溶液中，制备成产氢液；
2)将步上述制备的面积为1cm2的催化剂置于上述产氢液中，密封体系，恒温控制产氢液内的温度，同时用可见光照射产氢液，采用排水集气法测量放出氢气的体积，进而计算产氢速率。该催化剂光催化硼氢化钠水解制氢动力学曲线图如附图2所示。其光催化水解制氢速率r为14.0L·min-1·g-1。
实施例2：
1)称取0.05g g-C3N4置于80mL去离子水中并超声分散30min，形成分散体系A；
2)将0.005mol七水合硫酸亚铁和0.005mol六水合氯化钴加入到上述步骤1)中的分散体系A中并搅拌使之全部溶解，形成分散体系B；
3)在上述步骤2)形成的分散体系B中加入4.5g甘氨酸，搅拌使之全部溶解后，调节pH值至12，获得分散体系C；
4)将硼氢化钠缓慢加入所述分散体系C中，并伴随磁力搅拌，得溶液D，将溶液D恒温至25℃后，加入预处理的泡沫镍，持续反应；
5)反应结束后，将泡沫镍取出，依次用去离子水、乙醇洗涤并真空干燥，得到双金属基复合催化剂；
其中，步骤4)中溶液D中硼氢化钠的物质的量浓度为0.9mol·L-1。
经检测制备获得的双金属基复合催化剂具有蓬松状结构，该催化剂的扫描电镜图如附图3所示。
将上述制备获得的催化剂用于硼氢化钠水解制氢的催化
1)称取0.1062g硼氢化钠溶于1％氢氧化钠水溶液中，制备成产氢液；
2)将步上述制备的面积为1cm2的催化剂置于上述产氢液中，密封体系，恒温控制产氢液内的温度，同时用可见光照射产氢液，采用排水集气法测量放出氢气的体积，进而计算产氢速率。该催化剂光催化硼氢化钠水解制氢动力学曲线图如附图4所示。其光催化水解制氢速率r为10.3L·min-1·g-1。
对比例1：
1)称取0.05g g-C3N4置于80mL去离子水中并超声分散30min，形成分散体系A；
2)将0.005mol七水合硫酸亚铁和0.005mol六水合氯化钴加入到上述步骤1)中的分散体系A中并搅拌使之全部溶解，形成分散体系B；
3)在上述步骤2)形成的分散体系B中加入4.5g甘氨酸，搅拌使之全部溶解后，调节pH值至12，获得分散体系C；
4)将硼氢化钠缓慢加入所述分散体系C中，并伴随磁力搅拌，得溶液D，将溶液D恒温至25℃后，加入预处理的泡沫镍，持续反应；
5)反应结束后，将泡沫镍取出，依次用去离子水、乙醇洗涤并真空干燥，得到双金属基复合催化剂；
其中，步骤4)中溶液D中硼氢化钠的物质的量浓度为1.8mol·L-1。
经检测制备获得的双金属基复合催化剂为不规则颗粒状，该催化剂的扫描电镜图如附图5所示。
将上述制备获得的催化剂用于硼氢化钠水解制氢的催化
1)称取0.1062g硼氢化钠溶于1％氢氧化钠水溶液中，制备成产氢液；
2)将步上述制备的面积为1cm2的催化剂置于上述产氢液中，密封体系，恒温控制产氢液内的温度，同时用可见光照射产氢液，采用排水集气法测量放出氢气的体积，进而计算产氢速率。该催化剂光催化硼氢化钠水解制氢动力学曲线图如附图6所示。其光催化水解制氢速率r为9.3L·min-1·g-1。该速率为实施例1中制备的蓬松状结构双金属基Co-Fe-B/g-C3N4/Ni催化剂光催化效果的66.4％。
由上述实施例可见，蓬松状结构的双金属基复合催化剂其催化活性明显高于不规则颗粒状结构的双金属基复合催化剂。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述的内容，可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (7)
1.一种蓬松状结构双金属基复合催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将g-C3N4置于去离子水中并超声分散，形成分散体系A；
2)将七水合硫酸亚铁和六水合氯化钴加入到所述分散体系A中，搅拌使之全部溶解，形成分散体系B；
3)在所述分散体系B中加入甘氨酸，搅拌溶解后，调节pH值至12，获得分散体系C；
4)将硼氢化钠缓慢加入所述分散体系C中，并伴随磁力搅拌，得溶液D，将溶液D恒温至25℃后，加入预处理的泡沫镍，持续反应；
5)反应结束后，将泡沫镍取出，依次用去离子水、乙醇洗涤并真空干燥，得到双金属基复合催化剂；
其中，步骤4)所述溶液D中硼氢化钠的物质的量浓度为0.4-0.9mol·L-1。
2.根据权利要求1所述蓬松状结构双金属基复合催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中将0.05g的g-C3N4置于80mL去离子水中，超声分散，形成分散体系A。
3.根据权利要求1所述蓬松状结构双金属基复合催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中七水合硫酸亚铁和六水合氯化钴加入的物质的量均为0.005mol。
4.根据权利要求1所述蓬松状结构双金属基复合催化剂的制备方法，其特征在于，步骤3)中甘氨酸的加入量为4.5g。
5.一种蓬松状结构双金属基复合催化剂，其特征在于，所述催化剂的化学式为：Co-Fe-B/g-C3N4/Ni，且所述催化剂采用权利要求1-4所述的任意一种方法制备获得。
6.根据权利要求5所述蓬松状结构双金属基复合催化剂，其特征在于，所述催化剂的颗粒大小为50-100nm，且具有蓬松状结构。
7.一种蓬松状结构双金属基复合催化剂的应用，其特征在于，用于光催化硼氢化钠水解制氢。
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060292067A1 (en) * | 2005-06-28 | 2006-12-28 | Qinglin Zhang | Hydrogen generation catalysts and methods for hydrogen generation |
| CN101347736A (zh) * | 2007-07-20 | 2009-01-21 | 中国科学院金属研究所 | 一种用于硼氢化物催化水解制氢催化剂及其制备方法 |
| CN104014344A (zh) * | 2014-06-10 | 2014-09-03 | 桂林电子科技大学 | 非晶三元合金/石墨烯复合催化剂及其在硼氢化合物水解中的应用 |
| CN104888807A (zh) * | 2015-04-24 | 2015-09-09 | 华南理工大学 | 一种NaBH4水解制氢催化剂的再生方法 |
| CN108091889A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-05-29 | 沈阳师范大学 | 硼氢化钠水解制氢Co-Ni-P纳米催化剂及制备方法 |
| CN108525685A (zh) * | 2017-03-01 | 2018-09-14 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种单分散或负载型的含磷金属化合物作为催化剂的储氢材料水解释氢体系 |
| CN109701581A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-05-03 | 西安工业大学 | 一种高效纳米晶胶体产氢催化剂及其制备方法 |
| CN111495370A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-08-07 | 沈阳师范大学 | 扭结的纳米带状Co-Fe-B催化剂、制备方法及其应用 |
| CN112237933A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-01-19 | 重庆大学 | 制备Co-P-B/泡沫镍催化床用于硼氢化钠水解制氢的方法 |
| CN113171776A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-07-27 | 苏州西热节能环保技术有限公司 | 用于硼氢化钠溶液水解制氢的负载型催化剂、制备方法及应用 |
-
2022
- 2022-02-18 CN CN202210149157.5A patent/CN114433165A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060292067A1 (en) * | 2005-06-28 | 2006-12-28 | Qinglin Zhang | Hydrogen generation catalysts and methods for hydrogen generation |
| CN101347736A (zh) * | 2007-07-20 | 2009-01-21 | 中国科学院金属研究所 | 一种用于硼氢化物催化水解制氢催化剂及其制备方法 |
| CN104014344A (zh) * | 2014-06-10 | 2014-09-03 | 桂林电子科技大学 | 非晶三元合金/石墨烯复合催化剂及其在硼氢化合物水解中的应用 |
| CN104888807A (zh) * | 2015-04-24 | 2015-09-09 | 华南理工大学 | 一种NaBH4水解制氢催化剂的再生方法 |
| CN108525685A (zh) * | 2017-03-01 | 2018-09-14 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种单分散或负载型的含磷金属化合物作为催化剂的储氢材料水解释氢体系 |
| CN108091889A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-05-29 | 沈阳师范大学 | 硼氢化钠水解制氢Co-Ni-P纳米催化剂及制备方法 |
| CN109701581A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-05-03 | 西安工业大学 | 一种高效纳米晶胶体产氢催化剂及其制备方法 |
| CN111495370A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-08-07 | 沈阳师范大学 | 扭结的纳米带状Co-Fe-B催化剂、制备方法及其应用 |
| CN112237933A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-01-19 | 重庆大学 | 制备Co-P-B/泡沫镍催化床用于硼氢化钠水解制氢的方法 |
| CN113171776A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-07-27 | 苏州西热节能环保技术有限公司 | 用于硼氢化钠溶液水解制氢的负载型催化剂、制备方法及应用 |
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