[发明专利]一种用于催化硼氢化钠水解制氢的聚丙烯酸修饰的SiO2

说明书

本发明属于复合催化剂领域，涉及一种用于催化硼氢化钠水解制氢的聚丙烯酸修饰的SiO₂粒子的制备方法。包括如下步骤：（1）将SiO₂粒子和(氨基)烷基烷氧基硅烷溶于有机溶剂中，反应得到表面含有氨基的SiO₂粒子；（2）将表面含有氨基的SiO₂粒子、聚丙烯酸及偶联剂溶于蒸馏水中，反应得到表面含有聚丙烯酸的SiO₂粒子；（3）将使用过的聚丙烯酸修饰的SiO₂粒子进行洗涤、干燥处理，即可再次活化。所制备的聚丙烯酸修饰的SiO₂粒子在催化硼氢化钠水解制氢反应中，具有催化活性高，成本低廉，易回收且可重复利用等特点。

技术领域

本发明属于复合催化剂领域，具体涉及一种用于催化硼氢化钠水解制氢的聚丙烯酸修饰的SiO₂粒子的制备方法。

背景技术

随着社会的快速发展，人类对能源的需求日益剧增。为了克服未来能源缺乏和环境污染问题，寻找可再生的绿色能源是当今全球有待解决的重要课题。目前，氢能源被认为是未来能源结构中最理想的清洁能源之一，氢气的能量密度高，燃烧的产物无毒，是一种环境友好型的能源。氢气的来源也较为广泛，不仅可以通过电解水制氢、水煤气法制氢、由石油热裂的合成气和天然气制氢，还可以通过太阳能制氢、生物质裂解制氢来获得，氢气是一种潜在的可以代替传统化石能源的新型清洁气体燃料。但是在实际氢能的应用中，还存在着一些技术问题，突出的是制氢方式便捷化的和储氢技术的安全化等问题。以金属氢化物或者硼氢化物(如氢化锂(LiH)、氢化铝钠(NaAlH₄)、硼氢化钠(NaBH₄)等)进行储氢受到了广泛的关注，该储氢方式具有高储氢密度、相对较高的稳定性且制备氢气纯度高的优点，其释放氢气的条件也相当温和，因而具有良好的应用前景。

为了满足氢能源的需要，对于硼氢化钠水解制氢的催化剂已经进行了较为深入的探索。目前硼氢化钠水解制氢催化剂主要为金属基催化剂，非金属催化剂较少，还有待进一步发展。

针对以上问题，本发明拟解决的问题是，提供一种用于催化硼氢化钠水解制氢的聚丙烯酸修饰的SiO₂粒子的制备方法，该催化剂具有催化活性高、成本低、易回收且可重复利用等特点。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于催化硼氢化钠水解制氢的聚丙烯酸修饰的SiO₂粒子的制备方法，将聚丙烯酸通过化学反应修饰在SiO₂粒子上，使SiO₂粒子上有大量的羧基基团，使催化剂能够有效的促进硼氢化钠水解制氢。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于催化硼氢化钠水解制氢的聚丙烯酸修饰的SiO₂粒子的制备方法，包括以下步骤：

S1:制备表面含有氨基的SiO₂粒子

按比例称取SiO₂粒子，与溶于有机溶剂中的(氨基)烷基烷氧基硅烷混合，搅拌，离心洗涤，然后干燥得到表面含有氨基的SiO₂粒子。上述SiO₂粒子和(氨基)烷基烷氧基硅烷的质量比为1:(0.01～10)。

S2:制备表面含有羧基的SiO₂粒子

按比例称取表面含有氨基的SiO₂粒子，与溶于水中的聚丙烯酸及偶联剂混合，搅拌，离心洗涤，然后干燥得到表面含有羧基的SiO₂粒子。表面含有氨基的SiO₂粒子和聚丙烯酸的质量比为1:(0.1～10)、表面含有氨基的SiO₂粒子和偶联剂的质量比为1:(0.01～10)。

S3:使用过的聚丙烯酸修饰的SiO₂粒子的再次活化