[发明专利]硼氢化钠水解制氢Co-Ni-P纳米催化剂及制备方法

说明书

本发明属于无机纳米材料领域，涉及一种硼氢化钠水解制氢Co‑Ni‑P纳米催化剂及制备方法，以金属或非金属基底为载体，将基底依次用热碱溶液、酸侵蚀液、敏化液和活化液处理后，浸入化学镀液中进行化学镀，再经洗涤、干燥，即得以金属基底为载体的、具有多种形貌的Co–Ni–P纳米催化剂。该种Co–Ni–P纳米催化剂在一定程度上有效降低了颗粒尺寸，增加了材料的比表面积，提高了其催化活性。

技术领域

本发明涉及一种硼氢化钠水解制氢Co-Ni-P纳米催化剂及制备方法，属于无机纳米材料领域。

背景技术

氢能由于燃烧热值高，零污染，对环境友好等特点，成为21世纪较有潜力的新能源之一。氢作为质子交换膜燃料电池的阳极燃料，在实现化学能到电能的能量转化过程中以水为唯一产物，没有任何其他有害物质生成。然而，由于缺乏安全有效的制氢和储氢方法，使得氢能的广泛应用在很大程度上受到了限制。近年来，硼氢化锂、硼氢化钠和氨硼烷等硼氢化物因具有高储氢容量而成为当前储氢材料的研究热点之一。其中，硼氢化钠(NaBH4)因稳定性好，成本低以及质量储氢容量高(10.9wt％)而备受关注。

在有适当催化剂存在的情况下，硼氢化钠可通过催化水解的方式制氢。目前，硼氢化钠水解制氢催化剂主要包含贵金属基和非贵金属基催化剂两大类。贵金属催化剂多为Pd基催化剂(Guella G,Patton B,Miotello A.J Phys Chemi C,2007,111(50):18744-50)以及Ru基催化剂(Akbayrak S,S,MorkanS.Int.J.Hydrogen Energy2014；39:9628-37；Chen Y,Liu Y.J.Mater.Chem A2014；2:9193-9)等。这些贵金属催化剂在一定程度上均可有效提高硼氢化钠水解放氢速率，但高昂的成本不适合工业生产和生活需要，阻碍其广泛应用。因此，为了在提高催化剂催化速率的同时降低材料成本，非贵金属基催化剂则成为了又一研究热点，如Ni基催化剂(Seven F,Sahiner N.Int.J.HydrogenEnergy2014；39:15455-63)，Co基催化剂(Li H,Liao J,Zhang X,Liao W,Wen L,Yang J,Wang H,Wang R.J.Power Sources 2013；239:277-83)，二元Co基及Ni基催化剂(Guo Y,Dong Z,Cui Z,Zhang X,Ma J.Int.J.Hydrogen Energy 2012；37:1577-83；Kantürk FigenA.Int.J.Hydrogen Energy 2013；38:9186-97.)，以及三元Co–Ni–B(Li H,Wu Y,Zhang J,Dai W,Qiao M.Appl.Catal.,A 2004；275:199-206)和Co–Ni–P催化剂(Guo Y,Feng Q,MaJ.Appl.Surf.Sci.2013；273:253-6)。其中，三元非贵金属催化剂由于元素和元素之间的协同效应，可有效提高催化效率，增强催化剂的稳定性，其中，三元非贵金属Co–Ni–P催化剂材料因具有较好的催化活性而备受关注。