[发明专利]钯纳米粒子负载层状双氢氧化物的纳米复合材料及其制备方法以及氨硼烷催化分解方法

说明书

本发明公开了一种钯纳米粒子负载层状双氢氧化物的纳米复合材料及其制备方法以及氨硼烷催化分解方法，该制备方法包括：1)将钴源、2‑甲基咪唑、表面活性剂、水进行配位聚合反应以制得配位聚合物ZIF‑67；2)将配位聚合物ZIF‑67、镍源于有机溶剂中进行接触反应以制得NiCo LDH；3)将钯源、NiCo LDH分散于水中，接着将体系的pH调至9.5‑10.5，然后进行水热反应以制得钯纳米粒子负载层状双氢氧化物的纳米复合材料。通过该方法制得的钯纳米粒子负载层状双氢氧化物的纳米复合材料具有优异的催化性能进而适用于氨硼烷催化分解；同时，该制备方法步骤简单、条件温和可控且对环境友好。

技术领域

本发明涉及纳米复合材料，具体地，涉及一种钯纳米粒子负载层状双氢氧化物的纳米复合材料及其制备方法以及氨硼烷催化分解方法。

背景技术

随着人口和经济的发展，人们对高效能源的需求越来越大。传统的能源如煤矿、石油、天然气等都不可再生，燃烧产物污染环境，因此，新能源的发展成为世界发展的首要问题。氢气作为新能源，其燃烧焓为120mJ·kg^-1，是石油的三倍。氢气的燃烧产物是水，是最清洁的能源。然而，制约氢能源应用的最重要的因素是氢气的储存和运输问题。氨硼烷作为储氢材料之一，具有环境友好性和高稳定性。氨硼烷在催化剂的作用下于碱性或中性介质中可以与水反应产生氢气。1mol氨硼烷水解可以产生3mol氢气，反应过程在25℃下便可发生，反应条件温和。

目前，用于氨硼烷分解的催化剂有：铂，钌,铑纳米粒子等贵金属催化剂和铜，镍纳米粒子等非贵金属催化剂，虽然这些催化剂能够起到起到催化氨硼烷分解的作用，但是存在以下缺陷：(1)贵金属储存有限并价格昂贵，限制了它们在实际生产中的应用；(2)单金属纳米粒子容易发生聚集，会影响催化活性。

发明内容

本发明的目的是提供一种钯纳米粒子负载层状双氢氧化物的纳米复合材料及其制备方法以及氨硼烷催化分解方法，通过该方法制得的钯纳米粒子负载层状双氢氧化物的纳米复合材料具有优异的催化性能进而适用于氨硼烷催化分解；同时，该制备方法步骤简单、条件温和可控且对环境友好。

为了实现上述目的，本发明提供了一种钯纳米粒子负载层状双氢氧化物的纳米复合材料的制备方法，该制备方法包括：

1)将钴源、2-甲基咪唑、表面活性剂、水进行配位聚合反应以制得配位聚合物ZIF-67；

2)将配位聚合物ZIF-67、镍源于有机溶剂中进行接触反应以制得NiCo LDH(镍钴层状双氢氧化物)；

3)将钯源、NiCo LDH分散于水中，接着将体系的pH调至9.5-10.5，然后进行水热反应以制得钯纳米粒子负载层状双氢氧化物的纳米复合材料。

本发明还提供了一种钯纳米粒子负载层状双氢氧化物的纳米复合材料，该钯纳米粒子负载层状双氢氧化物的纳米复合材料通过上述的制备方法制备而得。

本发明进一步提供了一种氨硼烷催化分解方法，该氨硼烷催化分解方法为：在封闭条件以及催化剂存在下，将氨硼烷于水中进行催化分解反应，其中，催化剂为上述的钯纳米粒子负载层状双氢氧化物的纳米复合材料。

在上述技术方案，本发明如图1a所示，先是通过配位聚合反应制得配位聚合物ZIF-67；接着以ZIF-67为模板，借助镍源制得镍钴层状双氢氧化物；最后，通过水热反应将钯源、NiCo LDH为载体进行反应制得钯纳米粒子负载在层状双氢氧化物上的纳米复合材料。该纳米复合材料具有优异的催化性能进而适用于高效催化分解氨硼烷(如图1b所示)；同时，该制备方法步骤简单、条件温和可控且对环境友好。