[发明专利]一种高活性CoB催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种高活性CoB催化剂的制备方法，称取六水合氯化钴置于研钵中，机械研磨后将尿素缓慢加其中，并于研钵中一起充分研磨至两者混合均匀；将硼氢化钠均匀分散到混合物中，一边加入一边进行充分研磨，直至混合物完全变黑，得反应产物；将反应产物转移至另一容器中，加入蒸馏水后离心，分别用乙醇和蒸馏水洗涤三次，得到的固体于60℃下真空干燥12h，得高活性CoB催化剂。本发明通过室温下的固态反应，合成了具有强的铁磁性及优异催化制氢性能的CoB催化剂，制备的催化剂为形貌均匀的球形颗粒，粒径为30‑50nm，该制备方法简单，过程易于控制，固态反应过程短，反应速度快。

技术领域

本发明属于催化制氢材料领域，具体涉及一种高活性的CoB催化剂的制备方法。

背景技术

随着全球能源危机和环境污染的加剧，氢能因其清洁、高效和可再生等优点引起了广泛重视。考虑到氢能的储存和运输问题，化学氢化物被认为是理想的储氢材料。其中硼氢化钠(NaBH₄)因储氢容量高(10.8wt.％)、产氢速率可控及副产物无毒等引起了特别的关注。而NaBH₄需要在合适的催化剂作用下促进其水解反应才能室温下高效放出纯氢，因此，高效催化剂的研制对NaBH₄水解制氢至关重要。贵金属催化剂如铂、钯、钌等已被证实具有良好的活性和极高的产氢速率，然而昂贵的价格限制了其广泛应用。目前，非贵金属CoB基催化剂因活性好、价格低廉且重复利用性强等被认为是贵金属催化剂的潜在替代。

对于NaBH₄水解制氢用CoB基催化剂，通常采用化学还原法制备，但制备过程中催化剂颗粒易团聚，使有效表面积减小、活性位数目降低，从而导致催化剂性能不理想，催化NaBH₄水解反应的产氢速率慢。然而低温乃至室温下的固态反应是合成金属合金、无机氧化物和配合物的一种有效方法，该方法具有操作简单便捷、过程安全、污染小，产物产率高等优点，因此研究低温或者室温下固态反应以合成优异性能的CoB金属合金已成为众多研究者研究的方向之一。

发明内容

本发明旨在提供一种高活性的CoB催化剂，通过室温下的固态反应，合成了具有强磁性及优异催化制氢性能的CoB催化剂，该制备简单，过程易于控制，固态反应过程短，反应速度快，制备的CoB催化剂具有较佳的催化产氢性能和较强铁磁性。

本发明的技术方案如下：

一种高活性CoB催化剂的制备方法，其特征在于，按照如下的步骤顺序依次进行：

(1)称取的六水合氯化钴置于研钵中，以4rad/s速度机械研磨20min，得A；

(2)将尿素缓慢加入A中，并于研钵中一起充分研磨至粒径80-100目，至两者混合均匀后，得B；

(3)将硼氢化钠均匀分散到B表面，一边加入一边进行充分研磨，研磨速度为6rad/s，直至混合物完全变黑，反应10min，得C；

(4)将C转移至另一容器中，加入蒸馏水，静置5-10min，得D；

(5)将D于120-140rad/s转速下离心5min，分别用乙醇和蒸馏水洗涤三次，得到的固体进行真空干燥，得高活性CoB催化剂。

作为本发明的限定：

(一)步骤(3)中，C的粒径为60-80目。

(二)所述尿素与六水合氯化钴的摩尔比为56:1。

(三)步骤(3)中，所述硼氢化钠与六水合氯化钴的摩尔比为5:1。