一种氨硼烷水解制氢用催化剂Ru1-xCox/P25及其制备方法

摘要

本发明属于氨硼烷水解制氢技术领域，公开一种氨硼烷水解制氢用催化剂Ru1‑xCox/P25及其制备方法。所述催化剂为RuCo合金纳米颗粒均匀地分布在P25上。将乙酰丙酮钌、乙酰丙酮钴溶解在乙二醇中，之后加入载体P25，搅拌、超声形成均匀的混合溶液；然后在170‑185 ℃热解2‑4 h，反应结束后冷却至室温，洗涤，干燥；最后在氩氢气混合气氛下200‑220 ℃下煅烧2‑3 h，制得催化剂Ru1‑xCox/P25。本发明可以在较温和的反应条件下通过改变金属前驱体的比例来制备组分可控的合金纳米颗粒；有机溶剂乙二醇既充当了有机溶剂，又充当了还原剂。此外，乙二醇通过羟基官能团与金属前驱体的配位可以促进金属前驱体的溶解，有利于纳米颗粒的高度分散；制备的Ru1‑xCox/P25催化剂中性条件下氨硼烷水解制氢具有很高的活性。

说明书

技术领域

本发明属于氨硼烷水解制氢技术领域，具体涉及一种氨硼烷水解制氢用催化剂Ru

背景技术

近年来，化石燃料的过度消耗加剧了日益严重的能源危机和环境恶化。因此，探索和开发可再生清洁能源已成为能源与环境研究领域的一个重要方向。氢是一种理想的清洁能源载体，由于其能量密度高于传统化石燃料石油和其零排放的特点而被广泛研究。

在新型储氢材料中，氨硼烷(NH

因此，研究开发高活性、低成本的催化剂是提高氨硼烷水解制氢的关键，也是目前该领域的研究热点和重点。贵金属催化剂（Pt、Ru、Pd、Rh等）在氨硼烷水解中展现优异的催化活性，但其价格昂贵加之稀缺性，极大地阻碍了广泛的工业应用。非贵金属尽管成本低、储量丰富，但其催化活性低。贵金属与非贵金属合金化制备双金属合金纳米催化剂是提高贵金属催化性能同时降低成本的一种有效且成功的策略。特别是在纳米尺度上对双金属配位微环境进行精确调控可显著提升催化剂的催化性能。双金属催化剂典型的制备方法包括浸渍法、共沉淀法和化学还原法等，这些方法虽然简单，但难以实现对金属纳米粒子在尺寸和形貌的控制。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷与不足，本发明的目的在于提供一种氨硼烷水解制氢用催化剂Ru

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种氨硼烷水解制氢用催化剂，所述催化剂的分子式为Ru

所述氨硼烷水解制氢用催化剂的制备方法：将乙酰丙酮钌、乙酰丙酮钴溶解在乙二醇中，之后加入载体P25，搅拌、超声形成均匀的混合溶液；然后将混合溶液在170-185 ℃热解2-4 h，反应结束后冷却至室温，洗涤，干燥；最后在氩氢气混合气氛下200-220 ℃下煅烧2-3 h，制得催化剂Ru

较好地，氩氢气混合气氛中，以体积比，氩气∶氢气=（8-9）∶（1-2）。

本发明通过固体表面有机溶剂热解构建具有多原子活性位点的RuCo合金纳米催化剂，是一种低成本、操作简单的方法，该方法可以在较温和的反应条件下通过改变金属前驱体的比例来制备组分可控的合金纳米颗粒；有机溶剂乙二醇既充当了有机溶剂，又充当了还原剂。此外，乙二醇通过羟基官能团与金属前驱体的配位可以促进金属前驱体的溶解，有利于纳米颗粒的高度分散；所制备的Ru

附图说明

图1：催化剂Ru

图2：催化剂Ru

图3：催化剂Ru

图4：催化剂Ru

图5：不同钌钴摩尔比催化剂Ru

图6：实施例1以及对照例1所得催化剂Ru

具体实施方式

为使本发明更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种氨硼烷水解制氢用催化剂Ru

将0.0163 g的乙酰丙酮钌（纯度为97 wt%）、0.0070 g乙酰丙酮钴（II）（纯度为97wt%）（乙酰丙酮钌、乙酰丙酮钴的摩尔比为3∶2，乙酰丙酮钌、乙酰丙酮钴（II）的总摩尔量为6.6×10

实施例2-6

与实施例1的不同之处在于：在保持乙酰丙酮钌、乙酰丙酮钴（II）的总摩尔量为6.6×10

对照例1

与实施例1的区别在于：省略“管式炉中氩氢气混合气氛下煅烧”步骤。其它均同实施例1。

催化剂结构表征

图1为本发明实施例1-6制备的催化剂Ru/P25，Ru

图2为实施例1制备的催化剂Ru

图3为实施例1制备的催化剂Ru

图4为实施例1制备的催化剂Ru

催化剂性能测试

将本发明实施例1-6制备的产品Ru/P25、Ru

图5为不同钌钴摩尔比催化剂Ru

图6为实施例1以及对照例1所得催化剂Ru