[发明专利]一种催化剂及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及储氢材料领域，具体而言，涉及一种催化剂及其制备方法，以及该催化剂的用途。

背景技术

随着氢能源的快速发展，其应用日益广泛，例如在氢燃料汽车、发电、照明以及城市生活等方面，其重要性日益凸显。要想获得氢，最有效最安全的方法是来自储氢材料，在众多的储氢材料中，氨硼烷(NH₃BH₃，简称AB)含氢量高并且释氢速率快，无毒，常温下稳定，环境友好，是一种极具应用潜力的储氢材料。但氨硼烷在无催化剂、室温下不发生水解释氢，因此制备性能优良的催化剂是氨硼烷能否成为具有实用价值的储氢材料的核心。

在催化剂的研究中，金属催化剂具有较高的催化活性和稳定性，是催化氨硼烷水解释氢的首选，其中，贵金属催化剂活性最高，常用的贵金属包括Ru、Pd、Pt、Rh等。但由于贵金属储量稀少，价格昂贵，阻碍其应用和发展。一些过渡金属，例如Co、Ni、Cu、Mo等，虽然成本低，但催化性能有待提升。因此，开发一种低成本高活性的用于催化氨硼烷水解释氢的双金属负载型纳米催化剂意义重大。

发明内容

申请人研究发现如果将贵金属与过渡金属协同催化，既能降低生产成本，又能提高其催化活性和稳定性，是催化剂的最佳选择。此外，双金属的摩尔比、粒径大小、粒子分散的均匀性等也是影响催化活性的关键因素。当催化剂的金属粒子尺寸达到纳米级，将导致比表面积增大，活性位点增多，金属粒子与客体分子的接触面积也增大，从而大大提高催化剂的活性。由于金属有机骨架(MOFs)材料具有比表面积大、优良的空穴结构、负载能力强、性能稳定，是负载金属粒子的合适载体，特别是MIL-110，其多孔特性和大的比表面积，能使金属粒子在孔洞内外均匀镶嵌，且分散均匀。

本发明的目的在于提供一种催化剂，其可以高效催化氨硼烷水解释氢。

本发明的另一目的在于提供一种上述的催化剂的制备方法，其工艺简单，原料易得，成本低，适合于工业化生产。

本发明的再一目的在于提供一种上述的催化剂的用途，其能用于高效催化氨硼烷水解释氢。

本发明的实施例是这样实现的：

一种催化剂，包括载体及负载于所述载体上的Ru-Ni合金,所述载体为MIL-110。

上述的催化剂的制备方法，包括：将钌盐以及镍盐混合于经超声后的载体溶液中,然后与还原剂混合，搅拌、过滤后干燥。

上述的催化剂在催化氨硼烷水解中的用途。

本发明实施例的有益效果是：

本发明提供的催化剂通过在MIL-110载体上负载Ru-Ni合金，MIL-110具有多孔特性和较大的比表面积，能使Ru-Ni金属粒子在孔洞内外均匀镶嵌，且分散均匀，实现贵金属与过渡金属的协同催化，既能降低生产成本，又能提高其催化活性和稳定性。

本发明将Ru-Ni负载于MIL-110的方法工艺简单，原料易得，成本低，适合于工业化生产。金属Ru与Ni形成纳米合金并负载于MIL-110之后，能够有效的提高Ru的催化活性。并且，由于Ru-Ni合金纳米粒子与载体MIL-110之间的双功能作用，从而有效提高了Ru催化剂的抗毒性和稳定性。该催化剂对于催化氨硼烷水解释氢具有高的催化活性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。

图1为本发明实施例1制备的双金属负载型纳米催化剂的TEM图；

图2为本发明实施例1制备的双金属负载型纳米催化剂中Ru的XPS谱图；

图3为本发明实施例1所制备的双金属负载型纳米催化剂中Ni的XPS谱图；

图4为本发明对比例1中各催化剂分别催化氨硼烷水解产氢的速率图；

图5为本发明试验例4中获得的FT-IR谱图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的改性金属及其制备方法、金属滤网及其制备方法进行具体说明。