[发明专利]一种PdAgB/NH

说明书

本发明提供了一种PdAgB/NH₂‑N‑rGO‑TiO₂催化剂及其制备方法和应用，属于催化剂技术领域。本发明通过在水热条件将二氧化钛与氧化石墨烯复合，然后使用3‑氨丙基三乙氧基硅烷对复合载体进行改性，使载体富含‑NH₂‑N基团，再通过钯、银前驱体在官能团上吸附沉积和含硼还原剂液相还原制得具有超细PdAgB纳米合金粒子的PdAgB/NH₂‑N‑rGO‑TiO₂催化剂。本发明催化剂制备过程无需添加任何稳定剂，借助氨基硅烷化的复合载体来锚定PdAgB纳米颗粒，不仅降低了催化剂成本，还能够有效调整活性中心的电子结构和性质，改善催化剂活性。

技术领域

本发明属于能源催化材料和制氢技术领域，具体涉及一种PdAgB/NH2-N-rGO-TiO2催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着环境问题的日益严重以及传统能源的枯竭，人们急需开发新型可再生的清洁能源。氢气作为一种高效清洁的能源，能够同时解决能源危机与环境问题，最有希望替代化石能源。但制约可持续氢能经济发展的一个主要问题是氢气的高效安全储存、操作及运输。

传统的储氢技术，主要是加压和低温液化，在储存效率、安全性等方面存在诸多不足。化学储氢是指在适宜的条件下运用化学氢化物储存氢气。相较于甲醇、水合肼和氨硼烷等储氢介质，甲酸是生物质加工过程中的主要产品，由于能量密度高、无毒性和在室温下非常稳定，是一种安全、方便的氢气储存材料。作为储氢材料，甲酸的浓度越高意味着储氢的效率越高。但高浓度甲酸具有较强的酸性，对催化剂的稳定性提出更高要求。此外，在高浓度的条件下催化甲酸释氢时，容易诱发甲酸分解为水和一氧化碳的副反应发生。因此，高浓度甲酸的释氢反应要求催化剂具有较高的稳定性与选择性。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供了一种PdAgB/NH2-N-rGO-TiO2催化剂及其制备方法和应用，本发明提出利用3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTS）预处理还原的氧化石墨烯-二氧化钛复合载体，使载体上富含-NH₂-N基团，再通过钯、银前驱体在官能团上吸附沉积和含硼还原剂液相还原制得具有超细纳米合金粒子的PdAgB/NH₂-N-rGO-TiO₂催化剂。由于B和Ag元素可以向Pd转移电子，使Pd表面富含电子，使得催化剂在催化甲酸脱氢过程中表现出优异性能。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明提供了一种PdAgB/NH2-N-rGO-TiO₂催化剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

（1）将氧化石墨烯超声分散于去离子水中，制成氧化石墨烯悬浊液，然后加入二氧化钛粉末，超声得到GO-TiO₂悬浊液；将GO-TiO₂悬浊液放入水热釜中，在140 ~180℃下保温3 ~5h，得到rGO-TiO₂复合载体悬浊液；

（2）将3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到所述rGO-TiO₂复合载体悬浊液中，超声震荡并搅拌，得到NH₂-N-rGO-TiO₂复合载体悬浊液；

（3）将Na₂PdCl₄与AgNO₃加入到去离子水中配制成混合溶液，加入到所述NH₂-N-rGO-TiO₂复合载体悬浊液中，超声40~60 min；

（4）在搅拌条件下，继续向NH₂-N-rGO-TiO₂复合载体悬浊液中滴加浓度为0.5~1.0mol/L的含硼还原剂水溶液，在冰浴条件下搅拌1~4 h，洗涤、离心，得到PdAgB/NH₂-N-rGO-TiO₂催化剂。