[发明专利]一种片状铜-钴纳米复合材料的制备方法及其应用方法

说明书

本发明属于催化领域及储氢材料领域，尤其涉及一种片状铜‑钴纳米复合材料的制备方法及其应用方法。其技术要点如下：在碱性条件下，以可溶性铜盐和可溶性钴盐为金属盐，以柠檬酸钠作为络合剂，在碱和模板剂的作用下进行水热合成反应得到Co₃O₄‑CoCuO₂纳米复合材料。本发明提供的一种片状Co₃O₄‑CoCuO₂纳米复合材料的制备方法及其在催化氨硼烷水解产氢上的应用，制备的Co₃O₄‑CoCuO₂纳米复合材料的纯度高，活性酸性位点分布均匀，制备方法简单，反应条件温和，能够工业化生产，具有产业价值。

技术领域

本发明属于催化领域及储氢材料领域，尤其涉及一种片状铜-钴纳米复合材料的制备方法及其应用方法。

背景技术

氢气作为绿色清洁能源备受人们的关注，但氢气的安全存储与运输是氢能源技术面临的最大挑战之一。而有效又安全的获得氢的方法就是利用储氢材料，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，环境友好，是一种极具应用潜力且又理想的储氢材料。但由于氨硼烷水解制氢在常温没有催化剂催化的情况下，反应速率异常缓慢，因此开发廉价、高效催化剂是该技术发展的关键。过去的研究发现，贵金属对氨硼烷水解制氢有非常高的催化活性，但由于价格昂贵，不利于工业化生产。近年来，非贵金属催化剂由于价格低廉，引起了研究人员的广泛兴趣。开发高效、廉价非贵金属催化剂意义重大。

最近，研究人员发现过渡金属氧化物如Co₃O₄，CuO等对氨硼烷水解具有活性，引起了科研人员的广泛关注。钴基氧化物表现出较强的催化活性，但催化过程往往需要一定的诱导期，催化活性低且产物的选择性低。

有鉴于上述现有技术中存在的缺陷，本发明人基于从事此类材料多年丰富经验及专业知识，配合理论分析，加以研究创新，开发一种片状铜-钴纳米复合材料的制备方法及其在催化氨硼烷水解产氢上的应用，制备的Co₃O₄-CoCuO₂纳米复合材料的纯度高，活性酸性位点分布均匀，制备方法简单，反应条件温和，能够工业化生产，具有产业价值。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种片状铜-钴纳米复合材料的制备方法，能够制备出高纯度的Co₃O₄-CoCuO₂纳米复合材料，能够灵活调配铜钴比例，合成不同配比的Co₃O₄-CoCuO₂纳米复合材料，过程简单，易于工业化生产。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

本发明提供的一种片状铜-钴纳米复合材料的制备方法，在碱性条件下，以可溶性铜盐和可溶性钴盐为金属盐，以柠檬酸钠作为络合剂，在碱和模板剂的作用下进行水热合成反应得到Co₃O₄-CoCuO₂纳米复合材料。

进一步的，具体包括如下操作步骤：

S1. 将可溶性钴盐、铜盐溶于超纯水中，配置成混合盐溶液A；

S2. 将表面活性剂溶于超纯水后，加入柠檬酸钠配置成为B溶液。表面活性剂的加入有利于控制纳米材料生长，防止纳米材料发生团聚，柠檬酸钠作为一种常见的络合剂，用于控制金属盐与碱的反应速率，有利于形成分散均匀的具有特殊形貌的纳米材料；

S3. 将B溶液缓慢加至A溶液混合形成C溶液搅拌；

S4. 缓慢向C溶液滴加碱溶液，继续搅拌，所加入的碱与S2中配位化合物中钴、铜离子缓慢发生沉淀反应，有利于控制反应产物的形貌；

S5. 搅拌后进行水热反应，过滤洗涤，收集产品，烘干；