[发明专利]石墨烯负载钯镍/氧化铈纳米复合材料、制备方法以及氨硼烷催化分解方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯负载钯镍/氧化铈纳米复合材料、制备方法以及氨硼烷催化分解方法，该备方法包括：1)将氧化石墨烯、十六烷基三甲基溴化铵和水混合以制得氧化石墨烯活化体系；2)将镍源、钯源和铈源分散于氧化石墨烯活化体系中，接着添加还原剂至体系中进行还原反应以制得石墨烯负载钯镍/氧化铈纳米复合材料。通过该方法通过一步法制得的石墨烯负载钯镍/氧化铈纳米复合材料对于氨硼烷具有优异的催化效果，同时该制备方法步骤简单、条件温和可控且环境友好。另外，利用该石墨烯负载钯镍/氧化铈纳米复合材料能够高效地催化氨硼烷的分解。

技术领域

本发明涉及纳米复合材料，具体地，涉及石墨烯负载钯镍/氧化铈纳米复合材料、制备方法以及氨硼烷催化分解方法。

背景技术

随着人口和经济的发展，人们对高效能源的需求越来越大。传统的能源如煤矿、石油、天然气等都不可再生，燃烧产物污染环境，因此，新能源的发展成为世界发展的首要问题。氢气作为新能源，其燃烧焓为120MJ·kg^-1，是石油的三倍。氢气的燃烧产物是水，是最清洁的能源。然而，制约氢能源应用的最重要的因素是氢气的储存和运输问题。氨硼烷作为储氢材料之一，具有环境友好性和高稳定性。氨硼烷在催化剂的作用下于碱性或中性介质中可以与水反应产生氢气。1mol氨硼烷水解可以产生3mol氢气，反应过程在室温下便可发生，反应条件温和。氨硼烷催化水解历程如下所示：NH₃BH₃(aq)+2H₂O(l)→(NH₄)BO₂(aq)+3H₂(g)。

目前，用于氨硼烷分解的催化剂有：铂黑，钌纳米粒子等贵金属催化剂和铜，镍纳米粒子等非贵金属催化剂，虽然这些催化剂能够起到起到催化氨硼烷分解的作用，但是存在以下缺陷：(1)贵金属储存有限并价格昂贵，限制了它们在实际生产中的应用；(2)非贵金属纳米粒子容易发生聚集，会影响催化活性。

发明内容

本发明的目的是提供一种石墨烯负载钯镍/氧化铈纳米复合材料、制备方法以及氨硼烷催化分解方法，通过该方法通过一步法制得的石墨烯负载钯镍/氧化铈纳米复合材料对于氨硼烷具有优异的催化效果，同时该制备方法步骤简单、条件温和可控且环境友好。另外，利用该石墨烯负载钯镍/氧化铈纳米复合材料能够高效地催化氨硼烷的分解。

为了实现上述目的，本发明提供了一种石墨烯负载钯镍/氧化铈纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

1)将氧化石墨烯、十六烷基三甲基溴化铵和水混合以制得氧化石墨烯活化体系；

2)将镍源、钯源和铈源分散于氧化石墨烯活化体系中，接着添加还原剂至体系中进行还原反应以制得石墨烯负载钯镍/氧化铈纳米复合材料。

本发明还提供了一种石墨烯负载钯镍/氧化铈纳米复合材料的制备方法，该石墨烯负载钯镍/氧化铈纳米复合材料通过上述的制备方法制备而得。

本发明进一步提供了一种氨硼烷催化分解方法，该氨硼烷催化分解方法为：将催化剂水溶液添加至氨硼烷水溶液中并在封闭条件下进行催化分解反应，其中，催化剂为上述的石墨烯负载钯镍/氧化铈纳米复合材料。