CN114452973A - 一种氢能源催制工艺及其材料方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属新能源新材料领域，尤其涉及一种氢能源催制工艺及其材料方法，一种氢能源新材料至少由Ⅷ族元素构成的不同结构或体系以实现催化制氢，所述体系包括防逆体系，所述结构包括缺陷结构，材料中氢氧根和在一定的固定位置可发生斥力或者结合光电增加电流，少量的晶格氧以及晶格氧电负性，滑动结构吸附吸收有益于增加析氢效果，材料结构内部羟基表面含有的硼酸铈以实现催化析氧，连续促动催化反应析氢，灵活协多变的结构可使其物质具有更好的催化性，本发明组成的材料易得，材料结构有益于组成稳定的催化制氢工艺体系，防止发生逆流或防逆特性，发明提供了简易完善的制备方法和监测方法，在催化制氢工艺、制氢材料、制氢设备领域具有重大意义。

Description

一种氢能源催制工艺及其材料方法
技术领域
本发明属新能源新材料领域，尤其涉及一种氢能源工艺、设备及其材料方法。
背景技术
氢能是公认的清洁能源，氢能已是人类能源文明变革的起点和方向，当今世界开发新能源迫在眉睫，由于所用的能源如石油、天然气、煤，石油气均属不可再生资源，地球上存量有限，化石能源又存在产生污染和气候环境等负面的问题，而人类生存又时刻离不开能源，所以必须寻找新的能源，随然氢能氢矿发展缓慢，不过当下已经出现蓬勃发展的势头，但是现阶段的氢能源行业综合解决方案不足，或者催化效果差，制氢或制氧效果不稳定，制氢或制氧材料缺乏或成本高，制氢体系性综合研究不足，制氢制氧综合体系缺乏，或现存的制氧制氧体系不能很好的有效连用联合有效应用体系，现有相关的制氢新材料也缺乏相应的制备方法，配套的方法不完善，以上问题的存在是制约氢能阶段发展的严重瓶颈，因此，以上问题亟待解决。
发明内容
为了解决上述之一问题，本发明提供了一种氢能源材料，至少由Ⅷ族元素构成的不同结构或体系以实现催化或催化制氢。
优选地，所述体系包括防逆体系，所述不同结构材料组成的促动催化制氢体系，所述制氢材料或催化制氢体系构成防逆体系。
优选地，催化制氢体系包括使用镍和氧元素结构的材料或使用含Ni3(BO3)2或FeNi结构的材料，催化制氢或使用含BaMn8O 16催化结构的材料或含有分子结构Ⅰ或分子结构Ⅱ的光子催化剂材料或所述至少两种化学结构材料组成
Figure BDA0003497855120000021
优选地，BaMn8O 16至少部分与光子催化剂通过修饰反应生成如下的结构Ⅲ的物质，
Figure BDA0003497855120000022
BaMn8O16为多面体或多变结构缺陷结构,所述结构Ⅲ物质吸附于比BaMn8O16粒径稍大的绝缘性材料二氧化硅上组成催化材料。
本发明提供一种氢能源材料的制备工艺，述含有分子结构Ⅰ或分子结构Ⅱ材料的制备方法：
第一步：将氯代苯乙烯与丙烯酸铵按质量份数比2:1在加入水中催化反应产生含卤代的芳香基羧酸盐；
第二步：按质量比3:2将含卤代的芳香基的羧酸盐与4，4'-联吡啶混合于250mL烧瓶中，加入100mL丙酮，加热搅拌回流，反应结束后，冷却降温，将沉淀过滤，洗涤，干燥得到光催化O。
进一步地，分子结构Ⅱ材料的制备方法包括
第一步后还包括在加入质量份1份乙酸乙烯酯，和3份的乙烯基膦酸,含丙烯酸物质用乙醇和三乙胺加热处理后参与反应，在回流快结束时加入质量比5份的乙醇胺然后加数滴浓硫酸，加热反应，测量温度，如温度上升不明显，可选择加入数滴DCC/DMAPH,加快反应，根据产物情况所需加微量碱消除维护冷却过滤烘干，形成具有如下分子结构Ⅱ的光子催化剂记作O1,以匹配和含钌的所述材料构成防逆体系。
进一步地，包括至少含NiO(OH)的催化制氢材料X制备过程或BaMn8O 16制备方法，第一步：包括按质量比15：4称取甲酸镍和氢氧化钠，过滤后将沉淀加入少量碱液处理后形成含NiO(OH)的材料，还包括在所述滤液中加水合肼反应，再按质量比1：1加入含铁物质反应，然后加入硼化合物，调节pH到6-8反应烘干，在NiO(OH)基础上形成硼酸镍合铁或Ni3(BO3)2或FeNi粉状，第一步中还包括制备包含BaMn8O 16的物质过程，首先，将氯化钡、乙酸铵、丙三醇按1:1:1溶解于水中，加热反应6小时，其次，将氢氧化锰和盐酸按摩尔比1:2通入氧气反应形成含多个OH-有色混浊物之后，按摩尔量取首先中含6摩尔钡的溶液加入反应8-16小时，以每分钟3-6度升温程序升温至560度，以形成BaMn8O16的物质BV。
进一步地，还包括第二步：将BV粉与X粉混合后形成多面活动晶体催化材料或将光催化剂和BV选择反应，通过对BV的检测得到在物质结构外部边界出现了含钡的物质，将物质BV搅拌快速点状喷涂柴油后放入用O催化剂配置的溶液中调pH5-7，恒温反应后过滤出烘干，形成BVZ粉。
进一步地，BVZ物质与X粉混合后形成多面活动活动晶体催化材料的粉剂，将BVZ与x1形成含Nio(OH)的材料记为DZH2，将DZH2与正己烷配制成30％溶液喷涂于碳布上形成催化剂记制氢材料以增强催化活性，可BVZ吸附于比BV粒径稍大的绝缘性材料二氧化硅上，然后与正己烷配制成30％溶液喷涂于碳布上形成催化剂记BVZSI,测试制BVZSI氢材料催化活性以确认调整本发明所述材料使同样电流下电压少。
本发明还提供一种含O催化剂催化性能的测试方法，选择工作站，碳棒为电极，汞/氧化汞电极为参比电极，再有光的条件下，用0.1摩尔的硫酸做测试液，用电压测试初始电流度，同等条件下加入一定摩尔的O型催化剂做初始电流。
本发明材料具有催化的效果，进一步地，本发明材料具有催化或催化析氢的效果，进一步地，涉及光子催化具有协同多氮阳离子，提高电子传收效率的效果，本发明的催化制氧材料可单独使用，也可和将催化制氧与有机制氢连用发生综合效果，制氢材料进一步地具有稳定性和吸附效率，相关材料的结构体现了灵活协多变的结构可使其物质具有更好的催化性，进一步地，该灵活协多变的结构协同其配合它物质，进而使该物质结构为以提高本发明材料的适配增效，本发明组成的材料易得，材料结构有益于组成稳定的催化制氢工艺体系，组成体系防止发生逆流或具防逆特性，发明提供了简易完善的制备方法和监测方法，在催化、制氢工艺、制氢材料、制氢设备领域具有重大意义。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
图1:材料A的XRD衍射图谱；
图2：材料A1的XRD检测图谱；
图3：材料B电镜图；
图4：材料B的XPS电子能谱图；
图5：C材料表面XRD衍射图；
图6：:O1催化剂的红外光谱测试图；
图7：X1材料XRD衍射图；
图8a：X1材料电镜图片；
图9:X2材料的XRD衍射图；
图8b：X2材料的电镜信息；
图10：BV晶体的XRD衍射图；
图11：BV(k2Al 24O 37)材料的XRD衍射信息；
图12a：本发明材料的析氧性能测试图；
图12b：本发明材料的析氢性能测试图；
图13a：为障碍桶静态剖面示意图；
图13b：障碍桶的桶套拉升至一定的高度状态剖面示意图；
图14：障碍桶剖面示意图中切圈放大示意图；
图15：所述切圈与O1材料接触部分的外部表面XPS测试图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种氢能源新材料，至少由Ⅷ族元素构成的不同结构或体系以实现催化，所述体系包括防逆体系，所述不同结构材料组成的促动催化制氢或制氧体系，所述制氢和制氧或其体系构成防逆体系，所述不同结构材料组成的促动催化制氢或制氧体系，结合催化原理，所述结构包括缺陷结构、晶格氧、材料结构、材料的表面活性等有益于电势或电子转移效能.本发明材料中氢氧根具有材料形成增加结构，进一步地氢氧根具有在一定的固定位置可发生斥力或者结合光电增加电流，结合少量的晶格氧以及晶格氧协同设计增加电负性物质，本发明的滑动结构有益吸附吸收效果，或有益于氧化物效果，如有益镍氧化物正效果，催化制氢体系包括使用镍和氧元素构成的羟基或氢氧离子结构材料作催化制氢或使用含Ni3(BO3)2或FeNi材料催化制氢或使用含BaMn8O 16催化制氢或含有分子结构Ⅰ/分子结构Ⅱ材料的光子催化剂催化制氢或所述材料的至少由本发明两种化学结构材料组成，所述含MoO·HO的内部羟基材料或含Cu7x(Mo+6)2(Mo+2)O12(OH)4，内部羟基材料或含含MoO·HO的内部羟基材料或含Cu7x(Mo+6)2(Mo+2)O12(OH)4内部羟基材料中设置有3价硼的酸氧化物非晶体材料构造以构成催化制氧体系，制氢材料包括BaMn8O 16，BaMn8O 16至少部分与光子催化剂通过修饰反应生成如下的结构Ⅲ的物质，BaMn8O 16为多面体或多变结构缺陷结构,所述结构Ⅲ物质吸附于比BaMn8O 16粒径稍大的绝缘性材料二氧化硅上组成催化材料，所述含MoO·HO的内部羟或氢氧离子基的材料或含Cu7x(Mo+6)2(Mo+2)O12(OH)4，内部羟基材料的表面上设置有金属钌的材料以保障O型催化剂活性或构成成防逆体系，所述含MoO·HO的内部羟基材料或含Cu7x(Mo+6)2(Mo+2)O12(OH)4，内部羟基材料表面含有的硼酸铈以实现催化析氧，以适应制氢或氢能源材料构成制氢体系，如水制氢中催化析氧促进制氢，如具备连续反应促动催化潜力，所述的催化氧化如在水电解制氢中使用时，催化制氧的连续高效催化，优化了析氢的条件或环境，如低压或低能高效催化使了体系电流的增加或稳定，为析氢提供了质子氢，进一步地是保障了析氢催化中含镍等材料组成的体系的逆向进行，增加催化制氢的效率，防止了对体系的损或负效应的发生。
以下说明本发明涉及的工艺，所述催化制氧材料的制备方法：
第一步，硝酸铜，加热形成碱式盐与钼酸铵按质量比3:2，优选两者比值为0.3：0.2加入30g蒸馏水中，用低浓度硝酸，如1％浓度的硝酸调节pH值为4-8,优选5-7.5，加入0.1％过碳酸钠，在不超过200度下水自升压和热反应8小时，第二步，在200度下烘干形成组成包含有MoO·HO物质或含有Cu7x(Mo+6)2(Mo+2)O12(OH)4的材料A，通过对XRD校准基线后检测可知，由图1可知，在2θ＝34.591°、29.326°、23.682°、60.943°出现了衍射峰，与PDF#00-050-1622卡片标准特征峰基本一致，说明存在Cu3 Mo O4(O H)4晶体物质，同时出现了2θ＝20.447°、21.394°、25.428°六价钼氧化物衍射峰和2θ＝18.785°、36.65°、49.903°两价钼碱性氧化物衍射峰，且铜离子峰面积强度大于1622卡片说明铜离子增多，综合推确产生的A材料为含Cu7x(Mo+6)2(Mo+2)O12(OH)4的晶体，然后将A或包含A的材料吸附于已处理的含有碳管的纳米铜片，优选铜片4*2cm-2上形成催化制氧材料或电极。
第一步后还包括再按质量比1:1.5加入硝酸铜与钼酸铵反应，加热使硝酸铜形成碱式盐，优选用0.03-0.15g的钼酸铵调pH至6-8后继续反应成反应态或多价态的钼后，再加入0.01至0.1的硼酸钠反应2-4小时，形成包含有组分硼的材料A1；通过对A1进行XRD检测确认引入了更具电负性的硼酸根，电负性硼酸根使材料空位缺陷结构变化或增多，如没有达到更加检测再次调整反应过程，如图2，A1在2θ＝14.93°、40.8°、25.82°、28.5°、20.15°、17.9°出现了包含3价硼的酸氧化物的非晶体宽峰，推测所述含MoO·HO的内部羟基材料或含Cu7x(Mo+6)2(Mo+2)O12(OH)4，内部羟基材料构造中可能至少包含3价硼的酸氧化物非晶体材料，记作A1，由于引入了更具电负性的硼酸根，材料空位缺陷结构变化或增多。
进一步地，取0.05-0.2三氯化钌加入10-30g水溶液，放入第二步A物质，加入0.01-0.2g乙二胺四乙酸二钠，然后缓慢控制陆续滴加0.1-0.6g水合肼，不超过0.4g，加完后取出放在170-190度的烘箱中反应2-8小时，取出至室温后用含酒精的极性溶剂清洗得到材料A表面含有钌的材料B；通过高分辨TEM电镜，如图3，在方形晶粒上有约2.7nm堆积影，推测可能是Cu7x(Mo+6)2(Mo+2)O12(OH)4材料的表面上形成有金属钌的晶胞，类似结构如图3可知，材料形成了凹陷型有益于增加表面吸附和材料的稳定防护，防止碰撞损面，对材料表面进行XPS分析出现，如图4，在280.2ev钌元素，且钌元素的比例较高形成，出现了微量铜，说明出现过了铜离子和铜的变化反应的过程，但是铜的2p2/3不明显说明表面以铜单质为主，出现了微量的二价的钌元素弱双峰，可能存在微量未氧化的钌，出现了不同价钛钼也再次印证了A构造、材料表面金属钌的形成，优选方案，在加入含钌物质前A物质通过与硼酸钼酸水合物反应形成B材料中含硼钼元素的物质。
进一步地，A1材料的在表面在氮气环境中过喷氯化铈雾滴，加热优选小于200度下加压反应48小时，取出冷却，形成有A1材料表面含有铈氧化的C材料，对A1材料包括表面取样进行XRD分析如图5，出现角度为49.123°、20.447°、44.757°26.596°、21.394°25.428°的硼酸铈的衍射。
以上材料具有催化氧化或析氧的效果，进一步地，B材料中钌的金属减弱与制氢阶段的O型催化剂吸附，进一步地防催化氧化和催化效率降低，进一步地OH在材料内部发挥作用增加材料A的吸附性，A材料高低价态的钼提高高效反应的条件有益促动连续催化保障体系的正向进行，进一步地保障碱性镍的正向催化，进一步地A材料内部的OH-的存在有利钌离子相铜表面靠近或表面的覆盖，进一步地有益于水或OOH的氧化和吸附氧的释放，进一步地C材料铈子氧化还原减弱铜氧化，有益增加电子途径和促使含有基团的氧化，更进一步的硼酸根结构可能存在的滑动性有利于电子转移和氧化的快速性与灵活性，以实现催化析氧，铈铜的之间的反应增加电子路径有益于促动连续催化，本发明的催化制氧材料可单独使用，也可和将催化制氧与有机制氢连用发生综合效果。
还原制氢阶段催化材料，在制氢过程中使用如下分子结构Ⅰ的的光子催化剂，进一步为了协同多氮阳离子，提高电子传收效率，更好效果是由于长链多角度功能基团的存可远距离收穿电子，还可使用分子结构Ⅱ的光子催化剂；进一步地，制氢过程中还包括使用至少含NiO(OH)组成的材料作为的还原制氢阶段催化材料，以使OH-在材料外配合其他结构材料发挥作用。
所述具有如下分子结构Ⅰ的光子催化剂制备方法如下过程：
Figure BDA0003497855120000091
第一步：将氯代苯乙烯与丙烯酸铵按质量份数比2:1在加入水中催化反应产生含卤代的芳香基羧酸盐。
第二步：按重量比3:2将含卤代的芳香基的羧酸盐与4，4'-联吡啶混合于250mL单口烧瓶中，加入100mL丙酮，60℃加热搅拌回流3小时。反应结束后，冷却降温，将沉淀过滤，用丙酮洗涤，真空干燥干燥得到光催化记作O。工艺需要时将干燥的产物在浓盐酸的条件下水解得到处理过的催化剂O以增加性能，催化剂O型材料具有捕获电子或其结构配合钌材料调节产能防止逆向损能。
优选地，第一步中，丙烯酸铵可用丙烯酸，优选丙烯酸或丙烯酸铵用乙醇和三乙胺加热处理进行保持维护稳定性能，然后还包括在加入质量份1份乙酸乙烯酯，和3份的乙烯基膦酸反应的步骤,在回流快结束时加入质量比5份的乙醇胺然后加数滴浓硫酸，加热反应，测量温度，如温度上升不明显，可选择加入数滴DCC/DMAPH,加快反应2小时后可选择加dcm/tbdmsotf反应后，根据产物情况所需加微量碱选择消除维护冷却过滤烘干，形成具有如下分子结构Ⅱ的光子催化剂记作O1,O1是O新催化的一种。
Figure BDA0003497855120000101
对O1进行红外光谱测试如图6所示。在3600cm-1羟基，3445cm-1吸收峰归属于仲胺的非对称伸缩振动，3025cm-1吸收峰归属于苯环上不饱和C-H的伸缩振动，1745cm-1是酯基强吸收，1685，760cm-1是吡啶特征峰，1619cm-1吸收峰归属于羧基C＝O的伸缩振动，1455cm-1吸收峰归属于苯环骨架C＝C振动，1250cm-1左右时磷酸吸收峰，913～1304cm-1吸收峰是苯环上C-H键的伸缩振动，699cm-1、424.37cm-1吸收峰是苯环基团吸收，1600cm没有强峰也确认物质第一步中O型催化剂组分开建反应生成，O1具有催化作用，进一步地具有增效和电子调节供给体的作用，以上光子催化剂可单独使用，也可和其它催化材料一起使用，如和无机催化剂组合使用，光子包括所需光下与其他催化剂互配使用。
以下说明，催化制氢体系至少含NiO(OH)组成的材料X的料制备方法，X包括X1或x2；
第一步：按质量比15：4称取甲酸镍和氢氧化钠，碱过量，过滤后将沉淀加入少量优选2g的用过氧化氢10％液以使镍不过量氧化热处理后含NiO(OH)的材料X1,对X1进行XRD检测，由图7可知，2θ在48.005°、35.804°46.434°、40.746°、37.039°、19.2°出现了衍射峰，说明含有NiO(OH)晶体形成，用电镜观察如图8，图8a中发现有约15纳米的斜棱，该结果和xrd图一致，将确认含NiO(OH)晶体结构材料与处理好的纳米碳管加入水中反应吸附成纳米碳制氢材料或电极；
进一步地，在第一步滤液中加入不超于3g水合肼防止水合肼过量反应不少8h后，再按质量比1：1，先加入碳酸铁反应然后加入乙二醇，防止乙二醇过量，反应过程监测包括被水合肼还原的镍原子被3价铁离子氧化，以及铁离子被还原后又被氧气氧化过程，然后加入硼砂，搅拌均匀至pH到6-8，加入放入陈化釜中90-120度超声陈化反应20小时，然后在200度以下烘干在NiO(OH)基础上形成硼酸镍合铁或者Ni3(BO3)2或FeNi粉状记作X2，对X2做XRD如图9，衍射角2θ在36.477°、55.573°、22.62°、40.532°、33.839°出现了峰推测含NI3(BO3)2、在2θ在50.962°、44.652°、44.63°出峰应是FeNI,因其它特征衍射存在重合推测可能含有FeNio2BO3，对X2做电镜如图8中b，在斜棱面上有约纳米的斜线，应是FeNi的附着物，图8b中对应于图a中位置大于15纳米位置的方块推测是NI3(BO3)2表面存在，通过形成的Ni3(BO3)2或FeNi或FeNi2O2BO3以进一步提高材料的稳定性和吸附效率；
更进一步地，为了扩大本发明制氢材料包括x材料催化性，制备包含BaMn8O16的物质，具体制备过程如下，首先，将氯化钡、乙酸铵、丙三醇按摩尔比1:1:1溶解于水中，加热反应6小时，优选出现澄清溶液停止反应形成溶液，其次，将氢氧化锰和盐酸按摩尔比1:2通入氧气反应形成含多个OH-有色混浊物之后，保持锰的含量超过合成物质总量的35％，按摩尔量取首先中含6摩尔钡的溶液加入,通过加液装置加入液面下保障液体下加入，保持反应物中的Ph5.5到8.5方向递增，保持在120度以下反应8-16小时，以每分钟3-6度升温程序升温至560度,包括必要时加至5MPA，以形成BaMn8O 16的物质BV,对BV进行XRD分析图10如下，出现了2θ为25.637°、28.728°、12.73°、37.49°、41.9°、49.78°衍射峰与卡片PDF#00-029-0188中的BAMn8O16中的吻合，通过计算因子离1较远可知该物质为氧锰八面体中，该八面体可发生变形滑动，增加电子转移途径和速率，该灵活协多变的结构可使其物质具有更好的催化性，进一步地，该灵活协多变的结构协同其配合它物质，进而使该物质结构为以提高本发明材料的适配增效，防止关联结构中不同分子团作用削退。
进一步，首先中还包括加入按摩尔比0.2-0.5摩尔的钾和铝物质反应后形成含k2Al 24O 37的物质，对该过程中的BV样品做XRD出现了包括如图11在内的晶体衍射，推测该物质的形成记为BV(k2Al 24O 37)，该物质具有稳定加强结合，晶体中出现了AL离子，具有实现与O更好的结合，进一步提高协调BV及其结合物质的稳定性,更进一步地，BV中还可用稀土如钕，其它金属如铌钛等，有益于如BA类材料出现参杂结构缺陷。
第二步，将BV粉与X粉混合后形成多面活动晶体催化材料的粉剂，将X1与BV形成的含NiO(OH)材料记为DZH1，将DZH1与正己烷配制成30％溶液喷涂于碳布上形成制氢材料或电极以增强催化活性；同样，样品BV、x1、x2、DZH1、BVZ可单独使用，或与正己烷配制成30％溶液喷涂于碳布上形成制氢材料使用，相关检测制氢结果见图12a、12b中的相关LSV曲线，进一步地也可将本发明的催化析氧的A材料、B材料与选择本发明的催化析氢的材料包括所述BV联合使用形成制氧制氢体系促动催化制氢，优选本发明所述的B材料和制氢材料BV组成体系或催制氢体系以实现稳定促动催化制氢的样品记作BVB测试；
进一步地，为了提高制氢效率，提高制氢材料的适应性，或增进不同材料协调提效，将光催化剂和BV选择反应，具体的将O光催化剂可选择用氨气处理以增加变稀酸类物质反应活性，将物质BV搅拌快速点状喷涂柴油，保留BV的部分交换通道，防止反应结合，后放入将O配置成0.5-1的溶液，溶液由水乙醇丙酮按3:1:2构成，调pH5-7，形成的溶液，将晶体BV溶于该溶液中恒温20-60度，搅拌反应测试粘度变化，如变动没有增加1％，加入盐酸催化反应确保粘度微增，搅拌反应45s到10分钟后过滤出，小于102度烘干，形成BVZ粉，测试bvz显示分子量比反应前增加了53.3％，通过红外检测钡和羧基的交联在660-1160之间出现了吸收峰，印证了所示与钡的交联，BVZ分子结构式Ⅲ如下所示，通过对BV的检测得到在物质结构外部边界出现了含钡的物质，
Figure BDA0003497855120000131
形成了物质具有BV部分表面连接生成有O催化剂的长链大分子电子基团，通过配合物O对BV化学结合修饰，通过以上反应修饰使O型催化剂实现稳定与含钡铝物质的BV牢固的化学的结合，增加对应的多环吡啶结构，具有以O修饰配合饰灵活多变的结构的BVZ物质将实现无机和有机长链大分子结合，提高催化性，加大电子路径，电子收集转移，同理将O1与BV反应形成BVZO1，BVZO1与正己烷配制成30％溶液喷涂于碳布上形成制氢材料，将BVZO1制氢材料与本发明析氧C材料组成体系记为BVP,将B材料催化析氧与BVZO1材料催化析氢组成体系记为BBVZO1样品测试析氢性能，因含O催化剂或BVZ类物质具体结构灵活性和结合的稳定性在制氢制氧时无法针对性的测量，因此提供一种O类催化剂或BVZ类物质结构灵活测试方法，选O1催化剂配置2％的O1溶液，将BVZ类物配置4％BVZ溶液，计算使2％BVZ溶液中的含O1催化剂量是到为1％或是1％的整数倍，优选1％以方便纯O1催化剂或BVZ类物对应量性能的计算，测试O1溶液和BVZ溶液粘度在180-220mpa.s之间，催化材料结构性能或灵活性用障碍桶测试，所述障碍桶如图13-14所示，图13a中为障碍桶静态图，图13b桶套拉升至一定的高度状态图，障碍桶包括外筒1，内障碍桶2，内障碍桶中设置有桶套21，桶套底部螺纹连接有切圈22，桶套中部设置有障碍通道23，通道23优选设置成对梯形坡度，上梯形的开口坡度大于下梯形的开口坡度，切圈22上部与桶套中部低端的障碍通道23螺纹连接，如图14，切圈可以通过螺丝连接更换，内障碍桶的外部设置有弹性柱3，内障碍桶能将弹性柱3与内筒2中的测量液体密封隔开，弹性柱3底板固定于外筒1底部，桶套21上部把手24与弹性柱3上部活动相连，通过拉动把手可将桶套21拉升至一定的高度并通过弹性柱3使铜套21产生向下的拉力，拉力大小可通过弹性柱上端的拉力计计量，铜套上设置有间隙板25以调节液面的陡升或调解憋压，间隙板25的上部设置有平衡轴26以调节桶套的位置和平衡性，桶套内设置有标尺27，优选标尺的底部探片的直径大小不小于障碍通道的最窄处，外筒底部设置有固定丝扣11以实现对障碍桶测试时的固定。本发明障碍桶测试使用方法如下，如图13b所示，将桶套拉升至一定的高度产的拉力释放，分别用316j1切圈与316j1ru切圈平行测试一次，每次测试用相同的拉力，用铜套内的标尺测量穿过两切圈或障碍通道的液体的高度L和进入障碍通道中液体的质量值m，BVZ溶液穿过两切圈或障碍通道的液体的高度BVZL与O1溶液穿过两切圈或障碍通道的液体的高度O1L大小比较结构性能或其灵活性,对压切含催化剂O1材料的316j1切圈与316j1ru切圈接触O1材料的外部表面XPS测试以分析材料之间的亲疏性，具体的，在障碍桶中分别装入相同刻度的O1溶液和BVZ溶液，优选溶液不超过障碍通道的最窄处，桶套底部螺纹连接配置有316j1不锈钢切圈、和316j1不锈钢切圈至少外表化学镀钌记316j1ru切圈,316j1ru切圈可以用有钌金属外壳或外层切圈测试，也可用其他通用的方法镀钌,316j1切圈表面与316j1ru切圈表面光亮，优选抛光4级，将桶套拉升至一定的高度产相同的拉力释放，分别用316j1切圈与316j1ru切圈平行测试一次，用铜套内的标尺测量穿过两切圈或障碍通道的液体的高度L和进入障碍通道中液体的质量值m，将BVZ溶液穿过两切圈或障碍通道的液体的高度值BVZL与O1溶液穿过两切圈或障碍通道的液体的高度值O1L大小比较，通过上述比较分析光催化剂材料结构性能或其灵活性,对压切含催化剂O1材料的316j1切圈与316j1ru切圈接触O1材料的外部表面XPS测试以分析材料之间的亲疏性，具体地，BVZ溶液进入316j1切圈质量5.6g、高度19mm，BVZ溶液进入316j1ru切圈质量5.9g、高度21mm；O1溶液进入316j1切圈质量4.3g、高度18mm，O1溶液进入316j1ru切圈质量4.8g、高度26mm，
用BVZ溶液穿过障碍切圈的高度BVZL与O1溶液穿过障碍对应切圈的高度L大小比较结构的灵活性,进一步地，用BVZ溶液进入切圈的质量BVXm与O1溶液的进入对应切圈的质量O1m差值大小比较BVZ结构相对O1催化剂的稳定性，原理结构越稳定越不易切切损，释压形变性较差，如本测试穿过障碍切圈后释压形变性较差，结构灵活滑动性好受压形变性越好，如本测试中BVZ溶液在受外力压切时结构稳定不易损坏，BVZ溶液结构灵活受压切时形变好进入切圈的质量多，但是BVZ溶液结构稳定在进入切圈后释放压切力时形快慢相对于O1溶液较略慢；
进一步地，为了测含催化剂O1材料与切圈的亲疏性，对压切含催化剂O1材料的切圈316j1切圈与316j1ru切圈进行切圈与O1材料接触的外部表面XPS测试如图15，由图15可知316j1切圈外部表面都发现了P元素明显特征峰，该磷元素推测可能来自O1材料中的磷元素，而316j1ru切圈比较微弱，金属钌中存在磷的量检出现低或检不出，可见性较差，可能钌镀层部分微量损失导致X线照射到316j1表层引起，同时单独测试没有接触O1材料的同一316j1外部表面的xps测试，如图15中的标记316j1不锈钢的曲线中的磷量也不高，在金属含量范围类，由图15可见316j1表层有p元素，但强度含量远低于与接触O1材料的316j1表层，由此可以推断，O1材料与具有铜、铁、镍、铬、锰等具有亲和其吸附性，与金属钌没有明显的吸附结合，上述测试中的同种液体用316j1切圈与316j1ru切圈测试时将进入的质量和高度微小差别结果也反应该结论，说明金属钌相对来说具有减弱O1材料吸附结合的能力，对于本发明来说，尽量减少催化氧化析氧的材料与O1材料接触或混合使用，以减少逆向传递电子电流而使还原析氢性能减弱或使O1材料与催化析氢材料的结合减弱或氧化破坏O1材料，对应的推测钌金属具有防逆催化的作用，所述含MoO·HO的内部羟基材料或含Cu7x(Mo+6)2(Mo+2)O12(OH)4，内部羟基材料的表面上设置有金属钌的材料以保障O型催化剂活性或构成防逆体系，本文中没有特殊说明对O型催化剂测试使用都是指在有所需光的条件下进行。
该方法能快速相对的测出稳定性和灵活性，测量的结果与O催化剂和BVZ物质的LSV曲线的结果没有互斥性，LSV曲线的结构从另一个角度说明的测量相对结果的可靠性,也可对单独的O性催化剂催化催化性能的测试，测试其参与催化初始电性参数进行验证，具体的，选择工作站，碳棒为对电极，汞/氧化汞电极为参比电极，再有所需光的条件下，用0.1摩尔的硫酸做测试液，用1v的电压测试初始电流度为8mA,同样条件下，同等条件下加入0.1摩尔的O型催化剂做初始电流为11mA,
更进一步地，BVZ物质与X粉混合后形成多面活动活动晶体催化材料的粉剂，将BVZ与x1形成含Nio(OH)的材料记为DZH2，将DZH2与正己烷配制成30％溶液喷涂于碳布上形成催化剂记制氢材料以增强催化活性，检测结果见图12中的相关LSV曲线；优选地，为了更好的防止在高温电解环境中BV材料对O类光子损坏或导致两者结合不稳定，可BVZ吸附于比BV粒径稍大的绝缘性材料二氧化硅上，然后与正己烷配制成30％溶液喷涂于碳布上形成催化剂记BVZSI,测试制BVZSI氢材料催化活性见图12b中的BVZSI，有曲线的可知，用硅的BVZSI曲线在同样电流下电压少，如测试未达到同电流下电压少效果，根据测试图12b所见的LSV曲线结果位置前后大小，调整调本发明所述的材料匹配使发明材料同样电流下电压少。
用电化学工作站对制备的催化剂样品测量LSV曲线，测试优选在碱性溶液中进行如优选在pH在9的溶液中进行，同类线测试条件保持一致，测试结果如图12a、12b所示，图12中a为氧化反应材料的析氧性能，由图可知，A材料都具有良好的析氧性能，在1.6v时出现了拐点，图12中b为料的析氢性能，由图看出,材料BV都表现出来析氢的性能，通过B材料和/或BV构成的BVB体系的析氢性能比每种材料单用效果优良，进一步地在，根据图中b曲线位置可知，处于曲线罪右侧的BVB效果也优，因此，两种材料组成体系使用比单独使用的效果超过简单叠加的效果,进一步地说明B材料和/或BV构成的材料组合后没有发生效果减弱或者电流减弱致包含NiO(OH)在内的材料衰减或逆向反应，而C材料与O1组成体系记为BVP发生了析氢衰减，推测可能成C材料中铜或镍或铈或钼与O1材料发生了接触或混合，致使逆向传递电子或逆流或材料分解损坏致使体系析氢性能降低，而具有钌金属外层的B材料与O1材料组合成体系使用后没有发生上述逆流，与质结构灵活测试方法中的可推测钌金属具有防逆催化的作用基本相符，有益于组成防逆体系。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种氢能源材料，其特征在于：至少由Ⅷ族元素构成的不同结构或体系以实现催化或催化制氢。
2.如权利要求1所的材料，其特征在于，所述体系包括防逆体系，所述不同结构材料组成的促动催化制氢体系，所述制氢材料或催化制氢体系构成防逆体系。
3.如权利要求2所的材料，其特征在于，催化制氢体系包括使用镍和氧元素结构的材料或使用含Ni3(BO3)2或FeNi结构的材料，催化制氢或使用含BaMn8O 16催化结构的材料或含有分子结构Ⅰ或分子结构Ⅱ的光子催化剂材料或所述至少两种化学结构材料组成
Figure FDA0003497855110000011
4.如权利要求3所的材料，其特征在于，BaMn8O 16至少部分与光子催化剂通过修饰反应生成如下的结构Ⅲ的物质，
Figure FDA0003497855110000021
BaMn8O16为多面体或多变结构缺陷结构,所述结构Ⅲ物质吸附于比BaMn8O16粒径稍大的绝缘性材料二氧化硅上组成催化材料。
5.一种氢能源材料的制备工艺，其特征在于，所述含有分子结构Ⅰ或分子结构Ⅱ材料的制备方法：
第一步：将氯代苯乙烯与丙烯酸铵按质量份数比2:1在加入水中催化反应产生含卤代的芳香基羧酸盐；
第二步：按质量比3:2将含卤代的芳香基的羧酸盐与4，4'-联吡啶混合于250mL烧瓶中，加入100mL丙酮，加热搅拌回流，反应结束后，冷却降温，将沉淀过滤，洗涤，干燥得到光催化O。
6.如权利要求5所述的一种氢能源材料的制备工艺，其特征在于，分子结构Ⅱ材料的制备方法包括
第一步后还包括在加入质量份1份乙酸乙烯酯，和3份的乙烯基膦酸,含丙烯酸物质用乙醇和三乙胺加热处理后参与反应，在回流快结束时加入质量比5份的乙醇胺然后加数滴浓硫酸，加热反应，测量温度，如温度上升不明显，可选择加入数滴DCC/DMAPH,加快反应，根据产物情况所需加微量碱消除维护冷却过滤烘干，形成具有如下分子结构Ⅱ的光子催化剂记作O1,以匹配和含钌的所述材料构成防逆体系。
7.一种氢能源材料的制备工艺，其特征在于，包括至少含NiO(OH)的催化制氢材料X制备过程或BaMn8O 16制备方法，第一步：包括按质量比15：4称取甲酸镍和氢氧化钠，过滤后将沉淀加入少量碱液处理后形成含NiO(OH)的材料，还包括在所述滤液中加水合肼反应，再按质量比1：1加入含铁物质反应，然后加入硼化合物，调节pH到6-8反应烘干，在NiO(OH)基础上形成硼酸镍合铁或Ni3(BO3)2或FeNi粉状，第一步中还包括制备包含BaMn8O 16的物质过程，首先，将氯化钡、乙酸铵、丙三醇按1:1:1溶解于水中，加热反应6小时，其次，将氢氧化锰和盐酸按摩尔比1:2通入氧气反应形成含多个OH-有色混浊物之后，按摩尔量取首先中含6摩尔钡的溶液加入反应8-16小时，以每分钟3-6度升温程序升温至560度，以形成BaMn8O16的物质BV。
8.如权利要求7所述的一种氢能源材料的制备工艺，其特征在于，还包括第二步：将BV粉与X粉混合后形成多面活动晶体催化材料或将光催化剂和BV选择反应，通过对BV的检测得到在物质结构外部边界出现了含钡的物质，将物质BV搅拌快速点状喷涂柴油后放入用O催化剂配置的溶液中调pH5-7，恒温反应后过滤出烘干，形成BVZ粉。
9.如权利要求8所述的一种氢能源材料的制备工艺，其特征在于，BVZ物质与X粉混合后形成多面活动活动晶体催化材料的粉剂，将BVZ与x1形成含Nio(OH)的材料记为DZH2，将DZH2与正己烷配制成30％溶液喷涂于碳布上形成催化剂记制氢材料以增强催化活性，可BVZ吸附于比BV粒径稍大的绝缘性材料二氧化硅上，然后与正己烷配制成30％溶液喷涂于碳布上形成催化剂记BVZSI,测试制BVZSI氢材料催化活性以确认调整本发明所述材料使同样电流下电压少。
10.一种含O催化剂催化性能的测试方法，其特征在于：选择工作站，碳棒为电极，汞/氧化汞电极为参比电极，再有光的条件下，用0.1摩尔的硫酸做测试液，用电压测试初始电流度，同等条件下加入一定摩尔的O型催化剂做初始电流。
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