[发明专利]一种氮化硼负载Ni-MoOx纳米催化剂的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种氮化硼负载Ni‑MoO_x纳米催化剂的制备方法及应用，配制六方氮化硼BN的水溶液，超声处理后得到分散均匀的六方氮化硼BN水溶液；将NiCl₂水溶液，加入到步骤一的BN水溶液中，继续搅拌得到混合溶液A；再将Na₂MoO₄水溶液加入到混合溶液A中，并继续搅拌，得到混合溶液B；将20～60mg硼氢化钠NaBH₄加入到混合溶液B中，搅拌5‑15min进行还原反应，得到氮化硼负载Ni‑MoO_x纳米催化剂。本发明采用一步快速还原法来合成氮化硼负载Ni‑MoO_x纳米催化剂，在室温下即可完成，具有合成时间短，操作简便等优点；将合成的Ni‑MoO_x/BN催化剂用于催化肼硼烷水溶液323K分解制氢，该催化剂在没有任何添加剂存在的条件下仍然具有100％的转化率、100％的氢气选择性及较好的循环稳定性和极高的催化活性。

技术领域

本发明涉及催化剂制备以及环境和能源的可持续发展领域，特别是一种氮化硼负载Ni-MoO_x纳米催化剂的制备方法及应用。

背景技术

氢能作为一种清洁和高效的绿色能源，引起了广泛的研究兴趣，它可以被广泛的应用于发电和燃料电池等领域。但是传统的高压罐和低温液态储氢方法存在效率低、安全性差和成本高等缺点，因此研发安全、高效的储氢方法是当下的研究热点。

肼硼烷(N₂H₄BH₃，HB)，在室温下为安全稳定的固体，其含氢量高达15.4wt％，因此被认为是一种有前景的化学储氢材料。肼硼烷的完全分解(N₂H₄BH₃+3H₂O→B(OH)₃+N₂H₄+3H₂)由两部分组成，即BH₃基团的水解和N₂H₄组分的选择性分解。对于HB-3H₂O体系来说，其理论重量储氢量为10.0wt％。为了使得肼硼烷作为储氢材料的效率最大化，必须避免N₂H₄的不完全分解(3N₂H₄→4NH₃+N₂)，这是因为产生的NH₃对燃料电池催化剂有毒。因此，研发简单、经济和高效的催化剂，来进一步改善肼硼烷的放氢动力学性能和氢气选择性，是其作为储氢材料的关键。

目前，用于肼硼烷完全分解的催化剂几乎都是含有贵金属成分的，但是成本高、储量少等问题限制了贵金属基催化剂的大规模实际应用。而在报道的非贵金属催化剂中，大部分的转化率都只有50％，使得催化剂的利用率较低。

综上所述，寻找一种简单且有效的方法合成价格低廉、高效且分散性好的纳米催化剂对于降低催化剂成本并提高肼硼烷脱氢反应效率是非常必要的。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种氮化硼负载Ni-MoO_x纳米催化剂的制备方法及应用。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种氮化硼负载Ni-MoO_x纳米催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、配制浓度为0.5～6mg/mL的六方氮化硼BN的水溶液，超声处理后得到分散均匀的六方氮化硼BN水溶液；

步骤二、将0.01～5mL的NiCl₂水溶液，加入到步骤一的BN水溶液中，继续搅拌1～10min后，得到混合溶液A；