[发明专利]一种基于Ru/NPC-CoxO制氢催化剂及制备方法有效
| 申请号： | 201910751672.9 | 申请日： | 2019-08-15 |
| 公开（公告）号： | CN110523424B | 公开（公告）日： | 2021-09-07 |
| 发明（设计）人： | 杨秀林;窦沙沙;闫普选 | 申请（专利权）人： | 广西师范大学 |
| 主分类号： | B01J27/24 | 分类号： | B01J27/24;B01J37/10;B01J37/08;B01J37/16;B01J35/10;B82Y30/00;B82Y40/00;C01B3/06 |
| 代理公司： | 广州市一新专利商标事务所有限公司 44220 | 代理人： | 候腾腾 |
| 地址： | 541004 广西壮*** | 国省代码： | 广西;45 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 基于 ru npc coxo 催化剂 制备 方法 | ||
本发明涉及氢能源技术领域，具体为一种基于Ru/NPC‑CoxO制氢催化剂及制备方法，本发明含有超低负载的钌含量，其核‑壳结构由ZIF‑8@ZIF‑67通过水热和碳化处理获得，包括高表面积，Co掺杂，在非钌基金属催化的基质上，钌和钴核‑壳纳米颗粒之间的协同催化使得Ru/NPC‑CoxO催化剂在碱性介质中表现出优异的NaBH4水解催化性能并具有良好的稳定性。
技术领域
本发明涉及氢能源技术领域，具体为一种基于Ru/NPC-CoxO制氢催化剂及制备方法。
背景技术
人们对化石燃料(如煤、石油和天然气)日益增长的需求正在加速它们的消耗，并由于相关的二氧化碳排放而造成重大的环境问题。为了社会的可持续发展，我们有必要解决对化石燃料的依赖，开发替代清洁能源。按重量计算，氢具有较高的能量密度，作为一种可持续的燃料来源正变得越来越可行。然而，氢的存储仍然是一个挑战，因为传统的氢气存储涉及高压和复杂的问题。对于不可逆储氢，通过水解反应生成氢的氢化物(如NaBH4、LiAlH4、MgH2等)由于其安全性和对温和反应条件的适应性，近年来受到越来越多的关注。其中硼氢化钠(NaBH4)具有氢密度高、不易燃、产氢速率可控、操作温度适中、碱性溶液稳定性好、水解副产物无毒等优点，是一种很有吸引力的候选产品。其中催化剂对控制氢的释放速度和程度起着至关重要的作用。目前常用的催化剂主要是铂(Pt)、钌(Ru)等贵金属。虽然贵金属催化剂如Pt/CeO2–Co7Ni2Ox,Pd/PD-ZIF-67,Pt/3D SiC,Pt58Ni33Au9,Pt/mesoporoussilica,Ru@SiO2,Ni–Ru,Rh/Ni BNPs,Co0.8–Ag0.2–B等具有较高的催化性能，但受到成本高的限制，难以大规模工业化生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于Ru/NPC-CoxO制氢催化剂及制备方法，以超低负载钌和无钌族金属催化剂通过协同作用相互补偿，钌的使用量可以大幅度降低，同时保持良好的活性和耐久性，解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于Ru/NPC-CoxO制氢催化剂，包括ZIF-8@ZIF-67材料，其制备方法至少包括以下步骤：
(1)将所述ZIF-8@ZIF-67放入经碳化处理后，得到NPC-CoxO；
(2)所述NPC-CoxO与RuCl2·2H2O制成混合溶液，再加入硼氢化钠溶液，经搅拌将沉淀物收集，最后冷冻干燥后得到Ru/NPC-CoxO催化剂。
进一步的，所述碳化处理的温度在700℃～900℃。
进一步的，所述混合溶液中的NPC-CoxO和RuCl2·2H2O比例为1:0.13～1:0.33。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明含有超低负载的钌含量，其核-壳结构由ZIF-8@ZIF-67通过水热和碳化处理获得，包括高表面积，Co掺杂，在非钌基金属催化的基质上，钌和钴核-壳纳米颗粒之间的协同催化使得Ru/NPC-CoxO催化剂在碱性介质中表现出优异的NaBH4水解催化性能并具有良好的稳定性。
附图说明
图1为本发明Ru/NPC-CoxO复合材料的X-射线粉末衍射图；
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