[发明专利]氢氧化物负载的金属纳米颗粒制备方法及应用

说明书

本发明提供了氢氧化物负载的金属纳米颗粒制备方法及应用。以二甲基氨硼烷（DMAB）为原料，然后负载不同金属制得催化剂。分散到水中催化DMAB产氢。本文采用此方法制备负载三种不同的金属来催化DMAB产氢，其中Ni(OH)₂@Pt、Co(OH)₂@Pt、具有较好的催化产氢效果。此发明合成方法简单并且产氢效果较好，同时具有很好的可回收、可循环性能，可以作为一种绿色、经济型催化剂。

技术领域

该纳米颗粒可以对DMAB表现出良好的催化选择性和循环利用性，本发明涉及氢氧化物如Ni(OH)₂、Co(OH)₂、Fe(OH)₃负载的金属纳米颗粒的制备方法及其应用，可应用于催化领域。

背景技术

在21世纪的今天，煤、石油、天然气等化石燃料仍然是我们获取能源的主要途径。化石燃料的消耗在不断增长且环境污染问题日益加剧，因此研究高效、经济、清洁的绿色能源势在必行。从环境和经济的角度来看，可再生能源系统的发展是一个关键问题，人们对化石燃料消耗和温室气体排放的担忧日益增加，这激发了科研人员向氢经济转型的兴趣。氢能以热值高能量密度大，产物无毒无污染等特点，引起科研工作者的重视。化学储氢材料中，氨硼烷的储氢量高达19.8wt％，可以在催化剂的作用下室温放出氢气，是一种极具有潜力的储氢材料之一。由于氨硼烷的价格较高，不利于氢气的大量储存和制备。氨硼烷的衍生物—二甲基氨硼烷，价格相对较低，在室温下稳定，便于储存等优点，也可用于制备氢气。目前二甲基氨硼烷的研究偏向于有机溶剂中的反应，在水相中的研究较少。我们通过简单的化学还原方法制备了Pt/Ni(OH)₂催化剂用于二甲基氨硼烷的水解脱氢。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种氢氧化物负载的金属纳米颗粒制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)：柠檬酸钠、NaOH加水超声溶解后得到混合溶液，将Ni(NO₃)₂·6H₂O的水溶液滴加到上述混合溶液中，30-40℃下恒温下搅拌进行反应1-2h，得到的产物经离心、离子水和乙醇各洗三次、50-60℃下干燥后得到含Ni(OH)₂的混合物；

步骤(2)：将步骤(1)中含Ni(OH)₂的混合物置于反应器中，加水分散后加入PtCl₄水溶液，再将NaBH₄水溶液迅速注射到反应器中，搅拌进行反应5-10min，得到的沉淀经离心、洗涤，得到Pt/Ni(OH)₂纳米催化剂，即为Ni(OH)₂负载的金属纳米颗粒。

所述的柠檬酸钠、NaOH、Ni(NO₃)₂·6H₂O的质量比为0.1-0.5：1-4：0.5-2.5。

所述的PtCl₄水溶液的质量浓度为0.5-1.25％；NaBH₄水溶液的浓度为0.05-0.125mol/L；

含Ni(OH)₂的混合物、质量浓度为0.1-1.0％的PtCl₄水溶液、NaBH₄的添加质量之比为50-70：0.5-4：7-20。

所述的步骤(1)中Ni(NO₃)₂·6H₂O替换为Co(NO₃)₂·6H₂O，则得到的产物为Pt/Co(OH)₂纳米催化剂。

所述的步骤(1)中Ni(NO₃)₂·6H₂O替换为Fe(NO₃)₃·9H₂O，则得到的产物为Pt/Fe(OH)₃纳米催化剂。