[发明专利]一种过渡金属碳化物的应用

说明书

本发明公开了一种过渡金属碳化物的应用，所述过渡金属碳化物用于氨硼烷分解制氢反应。本发明中的过渡金属碳化物制备简单，用于氨硼烷分解制氢反应时，反应条件温和。本发明中过渡金属碳化物用于氨硼烷分解制氢反应时，操作简便、重复性好，具有化学经济性；对光的利用效率较高，可实现光能向化学能的转化；产生的氢气可缓解环境及能源问题。

技术领域

本发明涉及氨硼烷水解脱氢技术领域。更具体地，涉及一种过渡金属碳化物的应用。

背景技术

氢气，作为一种清洁可再生、丰富的能源载体，被认为是未来替代传统化石能源理想的候选能源之一，但是由于其在空气条件下低的沸点和密度，这个期望在实际应用中遇到许多棘手的问题，包括储存，传输，释放。因此开发在温和条件下安全、有效的储存和释放氢气的化学品是必需的。

氨硼烷，由于较小的分子量及较高的含氢量，长期的稳定性，无毒等优点，被认为是具有竞争力的储氢化学品。目前，分解氨硼烷产生氢气已在均相分子体系，异相金属，金属氧化物，金属磷化物体系取得进展。

近年来，过渡金属碳化物，由于其良好的导电性及化学稳定性已广泛应用于电催化HER中，然而用于氨硼烷分解反应的却鲜有报道。

因此，本发明提供了一种过渡金属碳化物在氨硼烷分解制氢反应中的应用。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种过渡金属碳化物的应用。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种过渡金属碳化物的应用，所述过渡金属碳化物用于氨硼烷分解制氢反应。本发明通过优化合成策略，实现了Co₂C材料暴露晶面的调控，使其具有了优异的催化氨硼烷分子分解制氢的能力。在此之前，氨硼烷分解制氢反应主要利用贵金属，或者过渡金属氧化物、磷化物，过渡金属碳化物用于该反应的报道较少。

优选地，所述氨硼烷分解制氢反应包括如下步骤：密封条件下，将过渡金属碳化物的水分散液与氨硼烷水溶液混合进行氨硼烷分解制氢反应。

优选地，过渡金属碳化物为Co₂C。相比于之前报道的基于Co-TiC/C纳米颗粒，Co₂C的制备简单条件温和且分解氨硼烷的效率高。

优选地，所述Co₂C的表面具有配体，所述配体为油胺或多羟基醇。本发明中，一方面这些配体参与Co₂C的制备，另一方面这些配体可以稳定生成的Co₂C，使其避免团聚。

优选地，所述氨硼烷分解制氢反应的条件为避光且加热条件，或者光照且室温条件。在常规技术中，氨硼烷分解制氢反应是个热反应，可在不同加热条件下实现不同速率的分解制氢反应，一般而言，温度越高，速率越快。而在本发明中，Co₂C不仅可以满足该常规技术，同时由于Co₂C具有很好的吸光特性，因此仅在光照条件下也可实现氨硼烷的分解，这是本发明的优势。为了排除吸光效应的影响，我们在常规技术中，Co₂C加热时将其严格避光。

优选地，所述避光且加热条件中加热温度为35～65℃等中的一种，本发明经大量实验证实，加热温度越高，分解效率也越高；综合考虑成本等因素，在本发明给定的温度范围内效果更优；进一步地，在本发明的某些具体实施方式中，例如，所述避光且加热条件中加热温度为35～45、45～65℃等。