[发明专利]一种纳米多孔四元合金催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米多孔材料，具体是一种纳米多孔四元合金催化剂及其制备方法。

背景技术

氢能作为洁净的二次能源，近年来受到广泛的关注。然而，氢的储存与制备技术仍然是制约氢能商业化应用的关键技术。近年来，高容量化学氢化物日渐成为新兴的研究热点，在其带动下，储氢材料领域呈现出可逆/非可逆储氢材料并行发展的研究格局。不同于可逆储氢材料，化学氢化物在完成放氢后，需通过集中式化工过程完成氢化物再生，其分离处理放氢/吸氢环节的技术特点和优异的近室温可控放氢性能为研发实用型移动氢源系统提供了新的广阔研究空间。在众多的化学氢化物储氢材料中，氨硼烷水解制氢近年来受到广泛关注，其可以在室温条件下实现高纯度氢的可控释放，不会对环境造成污染。氨硼烷（H₃NBH₃）在水溶液中很稳定，没有催化剂时几乎不释放氢气，因此可以实现燃料液于室温条件下的安全贮存；而加入催化剂则可显著加速水解反应。因此，可以通过控制催化剂与H₃NBH₃燃料液的接触与分离实现即时按需制氢。围绕H₃NBH₃催化水解可控制氢技术，各国的科研工作者开展了大量研究但硼氢化物的水解受到催化剂的制约，开发价格低廉的非贵金属催化剂成为硼氢化物水解的关键。因此新型纳米多孔四元合金催化剂的发明对高效利用氢能有很重要的意义。

发明内容

本发明的目的是要提供一种纳米多孔四元合金催化剂及其制备方法。

实现本发明目的的技术方案是：

一种纳米多孔四元合金催化剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）取一定量的CoSO₄、NiSO₄和一定量的Na₂WO₄，加入到乙醇溶液中；

（2）超声分散0.5-3h，pH值为5-7；

（3）配置0.01-1 mol/L的NaOH溶液，取一定量的NaBH₄加入NaOH溶液中：

（4）将步骤（3）的溶液用碱式滴定管缓慢地向步骤（2）溶液中滴加，并用磁力搅拌器对步骤（2）的溶液进行搅拌；

（5）滴加完成后，过滤、洗涤、干燥。

步骤（1）所述CoSO₄、NiSO₄、Na₂WO₄与乙醇的重量份配比为：CoSO₄︰NiSO₄︰Na₂WO₄︰乙醇=5︰0.1︰0.1︰100。

步骤（3）所述的NaBH₄与NaOH溶液的重量体积比为：NaBH₄︰NaOH溶液=2g︰20-100ml。

本发明的优点是：

1、所制备的纳米多孔材料同时又可以作为氨硼烷的水解的催化剂。由于制备的纳米多孔材料的多孔结构，增加了催化剂氨硼烷有效接触面积，进一步提高了复合材料的催化活性。

2、本发明是在有机溶剂中合成了纳米多孔四元合金可催化氨硼烷水解，克服了在水溶液中制备的催化剂容易团聚的缺点，提高了催化效率，降低了成本；制备工艺简单，产品性能稳定：适合大批量的制备，而且后处理工艺简单。

附图说明

图1为多孔Co-Ni-W-B催化剂的扫描电镜图；

图2为多孔Co-Ni-W-B催化剂的对氨硼烷的水解催化；

图3为本发明催化剂的氮气吸附等温线曲线。

具体实施方式

实施例1：

1）取5g CoSO₄，0.1g的NiSO₄，0.1g Na₂WO₄，加入到100ml 95% 的乙醇溶液中；

2）超声1h，记为M溶液，pH为6；

3）配置0.1 mol/L的NaOH溶液20-100 ml，取2 g NaBH₄加入NaOH溶液中，记为N溶液；

4）将N溶液用碱式滴定管缓慢地向M号溶液中滴加，并用磁力搅拌器对M溶液进行搅拌；

5）滴加完成后，过滤、洗涤、干燥，研磨得到纳米多孔四元合金粉末。

实施例2：