[发明专利]一种Co-B-N-H纳米线催化剂及其制备方法、催化方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料和催化技术领域，具体涉及一种用于水合肼高效分解制氢的Co-B-N-H纳米线，本发明还涉及一种Co-B-N-H纳米线的制备方法，本发明还涉及一种Co-B-N-H纳米线的催化方法。

背景技术

由于1D纳米材料的独特性质，以至于其在催化，储能，传感器，晶体管和生物芯片等行业应用中有着非常广阔的前景。所以，人们一直致力于1D结构的纳米材料如纳米线，纳米棒，纳米带和纳米管制备的研究。同时，又由于材料在非结晶状态具有各向同性结构，有着高度的不饱和配位点，使得无定型催化剂材料的活性明显优于那些结晶的材料。所以，人们想将这两种性能结合起来，制备出具有无定型一维纳米结构的材料。但是，由于非晶态合金各向同性的结构特性，使他们难以长成一维的纳米结构。直到现在，很少有成功合成案例的报道。因此，探索一种工艺简单、成本低且形貌均一的1D无定型纳米材料的制备方法是非常有意义的。

发明内容

本发明的目的是提供一种Co-B-N-H纳米线的制备方法，解决了现有技术中存在的Co-B合金纳米线难以合成和Co-B合金难以氮化的问题。

本发明的另一个目的是提供一种Co-B-N-H纳米线。

本发明的另一个目的是提供一种Co-B-N-H纳米线的催化方法。

本发明所采用的第一技术方案是，一种Co-B-N-H纳米线的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、Co(NH₃)₆²⁺混合溶液的制备：量取质量分数为25％NH₃·H₂O溶液和乙酸钴溶液(0.0085mol)，混合并搅拌，形成Co(NH₃)₆²⁺混合溶液；

步骤2、量取1.0M NH₃BH₃水溶液，在298K氩气气氛下，将NH₃BH₃水溶液加入到步骤1得到的Co(NH₃)₆²⁺混合溶液，搅拌并使其混合，形成均一溶液；

步骤3、量取Brij-58，将Brij-58加入步骤2形成的均一溶液中，得到混合溶液；

步骤4、使用溶液等离子体处理技术对步骤3中的混合溶液进行处理，得到Co-B-N-H无定形纳米线粗品；

步骤5、将步骤4得到的Co-B-N-H无定形纳米线粗品用分别去离子水和无水乙醇洗涤三次，得到纯化后的Co-B-N-H无定形纳米线；

步骤6、将步骤5得到的纯化后的Co-B-N-H无定形纳米线储存在乙醇中，即得到一维无定形Co-B-N-H纳米线。

本发明的特点还在于，

步骤1中质量分数为25％NH₃·H₂O溶液和乙酸钴溶液(0.0085mol)按照体积比4∶1-6∶1进行量称，并且两者的混合搅拌时间为：1分钟-3分钟。

步骤2中量取的1.0M NH₃BH₃水溶液的体积为步骤1中的NH₃·H₂O溶液(质量分数为25％)体积的64％-80％；步骤2中的搅拌时间为：1分钟-3分钟。

Brij-58的摩尔的量为0.0-1.0M；量取的Brij-58的体积与步骤2中的1.0M NH₃BH₃水溶液体积相同。

步骤4中等离子体处理技术的处理时间为：5-10min。

本发明采用的第二技术方案是，一种由上述Co-B-N-H纳米线的制备方法制备得到的Co-B-N-H纳米线。

本发明采用的第三技术方案是，一种Co-B-N-H纳米线的催化方法，步骤1、在温度为293k-333k范围内，加20mL浓度为0.01-10molL-1的N₂H₄溶液；

步骤2、在N₂H₄溶液中加入4.6mg由上述Co-B-N-H纳米线的制备方法制得的Co-B-N-H纳米线催化剂。