CN110479290B - 一种低温固相界面掺杂型CoB催化剂及其制备方法与应用 - Google Patents
一种低温固相界面掺杂型CoB催化剂及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110479290B CN110479290B CN201910601796.9A CN201910601796A CN110479290B CN 110479290 B CN110479290 B CN 110479290B CN 201910601796 A CN201910601796 A CN 201910601796A CN 110479290 B CN110479290 B CN 110479290B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- doped
- cob
- catalyst
- solid
- low
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 43
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 40
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000005501 phase interface Effects 0.000 claims abstract description 5
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 51
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 20
- 229910021580 Cobalt(II) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 5
- 229910021592 Copper(II) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 4
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 claims description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 abstract description 6
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 abstract description 4
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 abstract description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 7
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 6
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229940011182 cobalt acetate Drugs 0.000 description 1
- QAHREYKOYSIQPH-UHFFFAOYSA-L cobalt(II) acetate Chemical compound [Co+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O QAHREYKOYSIQPH-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 239000011943 nanocatalyst Substances 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 1
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 1
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/75—Cobalt
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/83—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with rare earths or actinides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/61—Surface area
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/04—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of inorganic compounds, e.g. ammonia
- C01B3/042—Decomposition of water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/0266—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a decomposition step
- C01B2203/0277—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a decomposition step containing a catalytic decomposition step
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
一种低温固相界面掺杂型CoB催化剂，按如下方法制备得到：将钴盐、掺杂金属盐溶于水，冰冻为固体，随后在1～5℃下将硼氢化钠粉末均匀置于冰冻所得固体表面进行还原反应，得到黑色悬浊液，抽滤，洗涤，真空干燥，得到掺杂型CoB催化剂；本发明采用固相界面和低温环境1～5℃进行反应，降低了硼氢化钠还原速率，进而克服钴基催化剂在反应过程中易团聚、被降解甚至被刻蚀导致产氢效率低的问题；本发明进行掺杂金属盐的目的是防止CoB团聚，使其颗粒分布均一，提高比表面积，从而进一步提高硼氢化钠水解产氢速率。
Description
(一)技术领域
本发明属于功能材料制备技术领域，涉及一种CoB催化剂及其制备方法与应用，尤其是一种低温固相界面掺杂型CoB催化剂及其制备方法，以及在催化硼氢化钠水解产氢中的应用。
(二)背景技术
近年来，天然化石燃料的快速消耗是引起全球气候变暖和环境污染的重要原因，寻求清洁、可持续发展的能源已迫在眉睫。氢气以其高能量密度、零污染及易获得等诸多优点被看作是新一代的燃料。在当前研究制氢与储氢的方法中，化学氢化物由于储氢环境温和、制氢过程安全易控等优点而成为研究热点。
化学氢化物虽然在室温下水解产氢是自发的，但水解产氢速率较低。因此，为了加快化学氢化物水解产氢速率，催化剂的使用显得尤为重要。在催化化学氢化物水解制氢的众多催化剂中，钴基纳米催化剂以其高催化活性及廉价等优点引起了研究者的广泛关注。
钴基催化剂虽然在参与化学氢化物水解产氢的所有催化剂中活性高且廉价易得，但是却在反应过程中易团聚、被降解甚至被刻蚀，从而导致材料的形貌及结构发生改变，进而降低催化剂的稳定性及循环使用率。因此开发新型结构和表面组成的钴基催化剂，提高化学氢化物产氢效率及催化剂循环使用率在当前社会上具有十分重要的意义。
(三)发明内容
为了克服现有钴基催化剂在反应过程中易团聚、被降解甚至被刻蚀导致产氢效率低的问题，本发明提供了一种低温固相界面掺杂型CoB催化剂及其制备方法与应用，本发明制备方法简单，并且所得催化剂应用于硼氢化钠水解反应中的产氢速率较快。
本发明的技术方案如下：
一种低温固相界面掺杂型CoB催化剂，按如下方法制备得到：
将钴盐、掺杂金属盐溶于水，冰冻为固体，随后在1～5℃下将硼氢化钠粉末均匀置于冰冻所得固体表面进行还原反应(反应时间通常在2h)，得到黑色悬浊液，抽滤，洗涤(乙醇与蒸馏水交替洗涤三次)，真空干燥(温度为60～100℃)，得到掺杂型CoB催化剂；
所述钴盐、掺杂金属盐、硼氢化钠的物质的量之比为1：0.01～0.3：1～20；
所述水的体积用量以钴盐的物质的量计为10mL/mmol；
所述钴盐为CoCl2·6H2O；
所述掺杂金属盐为Ce(NO3)3·6H2O、CuCl2·2H2O或FeCl3·6H2O。
本发明制得的掺杂型CoB催化剂可应用于水解产氢反应中。
具体的，所述应用的方法为：
25～30℃恒温水浴条件下，将所述掺杂型CoB催化剂加到硼氢化钠和氢氧化钠的混合水溶液中进行水解产氢；
所述硼氢化钠和氢氧化钠的混合水溶液中，硼氢化钠的浓度为1～10wt％，氢氧化钠的浓度为1～10wt％；
所述掺杂型CoB催化剂的用量以硼氢化钠和氢氧化钠的混合水溶液的体积计为1～5 mg/mL。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明采用固相界面和低温环境1～5℃进行反应，降低了硼氢化钠还原速率，进而克服钴基催化剂在反应过程中易团聚、被降解甚至被刻蚀导致产氢效率低的问题。
本发明进行掺杂金属盐的目的是防止CoB团聚，使其颗粒分布均一，提高比表面积，从而进一步提高硼氢化钠水解产氢速率。
(四)附图说明
图1为本发明制备的CoB/Ce催化剂的SEM图。
图2为本发明制备的CoB/Ce催化剂的XRD衍射图。
图3为本发明制备的CoB/Ce催化剂的BET粉末图。
图4为本发明制备的各种掺杂型CoB催化剂的产氢速率图。
(五)具体实施方式
下面结合附图，通过具体实施方式对本发明一种低温固相界面掺杂型CoB催化剂的制备方法及产氢应用作进一步说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1：
将0.2379g(0.001mol)CoCl2·6H2O和0.0217g(0.00005mol)Ce(NO3)3·6H2O在超声条件下溶于10ml蒸馏水后，置于直径为60mm的平面皿低温冰冻为固体；在5℃条件下将0.3783 g(0.01mol)NaBH4固体粉末均匀置于冰表面发生固固界面反应；2h后得到黑色悬浊液，经抽滤，乙醇与水交替洗涤三次后放于60℃真空干燥箱中，12h后即可得到CoB/Ce催化剂。
对其进行NaBH4水溶液产氢实验，在恒温水浴30℃下，将10mg CoB/Ce催化剂加入10ml 1wt％NaBH4和1wt％NaOH水溶液中进行产氢速率测试。产氢速率为5.57L min-1g催化剂 -1。
实施例2：
将0.2379g(0.001mol)CoCl2·6H2O和0.0434g(0.0001mol)Ce(NO3)3·6H2O在超声条件下溶于10ml蒸馏水后，置于直径为60mm的平面皿低温冰冻为固体；在5℃条件下将0.3783 g(0.01mol)NaBH4固体粉末均匀置于冰表面发生固固界面反应；2h后得到黑色悬浊液，经抽滤，乙醇与水交替洗涤三次后放于60℃真空干燥箱中，12h后即可得到CoB/Ce催化剂。
对其进行NaBH4水溶液产氢实验，在恒温水浴30℃下，将10mg CoB/Ce催化剂加入到 10ml 1wt％NaBH4和1wt％NaOH水溶液中进行产氢速率测试。产氢速率为4.62L min- 1g催化剂 -1。
实施例3：
将0.2379g(0.001mol)CoCl2·6H2O和0.0217g(0.0001mol)Ce(NO3)3·6H2O在超声条件下溶于10ml蒸馏水后，置于直径为60mm的平面皿低温冰冻为固体；在5℃条件下将0.3783g (0.01mol)NaBH4固体粉末均匀置于冰表面发生固固界面反应；2h后得到黑色悬浊液，经抽滤，乙醇与水交替洗涤三次后放于100℃真空干燥箱中，12h后即可得到CoB/Ce催化剂。
对其进行NaBH4水溶液产氢实验，在恒温水浴30℃下，将10mg CoB/Ce催化剂加入到 10ml 5wt％NaBH4和5wt％NaOH水溶液中进行产氢速率测试。产氢速率为6.12L min- 1g催化剂 -1。
实施例4：
将0.2379g(0.001mol)CoCl2·6H2O和0.0086g(0.00005)CuCl2·2H2O在超声条件下溶于10ml蒸馏水后，置于直径为60mm的平面皿低温冰冻为固体；在5℃条件下将0.3783g(0.01mol)NaBH4固体粉末均匀置于冰表面发生固固界面反应；2h后得到黑色悬浊液，经抽滤，乙醇与水交替洗涤三次后放于60℃真空干燥箱中，12h后即可得到CoB/Cu催化剂。
对其进行NaBH4水溶液产氢实验，在恒温水浴30℃下，将10mg CoB/Cu催化剂加入到 10ml 1wt％NaBH4和1wt％NaOH水溶液中进行产氢速率测试。产氢速率为1.62L min- 1g催化剂 -1。
实施例5：
将0.2379g(0.001mol)CoCl2·6H2O和0.0172g(0.0001)CuCl2·2H2O在超声条件下溶于 10ml蒸馏水后，置于直径为60mm的平面皿低温冰冻为固体；在5℃条件下将0.3783g(0.01mol)NaBH4固体粉末均匀置于冰表面发生固固界面反应；2h后得到黑色悬浊液，经抽滤，乙醇与水交替洗涤三次后放于60℃真空干燥箱中，12h后即可得到CoB/Cu催化剂。
对其进行NaBH4水溶液产氢实验，在恒温水浴30℃下，将10mg CoB/Cu催化剂加入到 10ml 5wt％NaBH4和5wt％NaOH水溶液中进行产氢速率测试。产氢速率为1.82L min- 1g催化剂 -1。
实施例6：
将0.2379g(0.001mol)CoCl2·6H2O和0.0081g(0.00005mol)FeCl3·6H2O在超声条件下溶于10ml蒸馏水后，置于直径为60mm的平面皿低温冰冻为固体；在5℃条件下将0.3783g (0.01mol)NaBH4固体粉末均匀置于冰表面发生固固界面反应；2h后得到黑色悬浊液，经抽滤，乙醇与水交替洗涤三次后放于60℃真空干燥箱中，12h后即可得到CoB/Fe催化剂。
对其进行NaBH4水溶液产氢实验，在恒温水浴25℃下，将10mg CoB/Fe催化剂加入到 10ml 1wt％NaBH4和1wt％NaOH水溶液中进行产氢速率测试。产氢速率为1.37L min- 1g催化剂 -1。
实施例7：
将0.2379g(0.001mol)CoCl2·6H2O和0.0162g(0.0001mol)FeCl3·6H2O在超声条件下溶于10ml蒸馏水后，置于直径为60mm的平面皿低温冰冻为固体；在5℃条件下将0.3783g (0.01mol)NaBH4固体粉末均匀置于冰表面发生固固界面反应；2h后得到黑色悬浊液，经抽滤，乙醇与水交替洗涤三次后放于60℃真空干燥箱中，12h后即可得到CoB/Fe催化剂。
对其进行NaBH4水溶液产氢实验，在恒温水浴30℃下，将10mg CoB/Fe催化剂加入到10ml 5wt％NaBH4和5wt％NaOH水溶液中进行产氢速率测试。产氢速率为1.90L min- 1g催化剂 -1。
对比例
赵等人(赵斌；沈晓晨；戴敏；高鸣；丁维平.一种硼氢化钠水解制氢的负载型CoB催化剂及其制备方法[P].中国专利:CN102950009A,2012-10-12.)首先将TiO2载体用硝酸银、甲醛和氢氧化钠混合溶液进行敏化处理，采用醋酸钴、硼砂和氯化铵作为化学电镀液，氢氧化钠调节溶液pH＝11～12之后缓慢通入硼氢化钠溶液，通过化学电镀法制得了CoB/Ag-TiO2催化剂，硼氢化钠产氢速率为4.69Lmin-1g催化剂 -1。
对比例采用化学电镀法进行制备负载型CoB催化剂，成本昂贵且步骤复杂。而本申请使用固固相反应的界面合成方法，不使用有机溶剂和模板剂，制备工艺简单快速、绿色环保；且创新采用稀土金属Ce来替代贵金属等负载体进行掺杂，降低成本，硼氢化钠产氢速率可高达6.12Lmin-1g催化剂 -1，速率较快。
Claims (7)
1.一种低温固相界面掺杂型CoB催化剂，其特征在于，按如下方法制备得到：
将钴盐、掺杂金属盐溶于水，冰冻为固体，随后在1～5℃下将硼氢化钠粉末均匀置于冰冻所得固体表面进行还原反应，得到黑色悬浊液，抽滤，洗涤，真空干燥，得到掺杂型CoB催化剂；
所述掺杂金属盐为Ce(NO3)3·6H2O、CuCl2·2H2O或FeCl3·6H2O。
2.如权利要求1所述的低温固相界面掺杂型CoB催化剂，其特征在于，所述钴盐、掺杂金属盐、硼氢化钠的物质的量之比为1：0.01～0.3：1～20。
3.如权利要求1所述的低温固相界面掺杂型CoB催化剂，其特征在于，所述水的体积用量以钴盐的物质的量计为10mL/mmol。
4.如权利要求1所述的低温固相界面掺杂型CoB催化剂，其特征在于，所述钴盐为CoCl2·6H2O。
5.如权利要求1所述的低温固相界面掺杂型CoB催化剂，其特征在于，所述还原反应的时间在2h。
6.如权利要求1所述的低温固相界面掺杂型CoB催化剂在水解产氢反应中的应用。
7.如权利要求6所述的应用，其特征在于，所述应用的方法为：
25～30℃恒温水浴条件下，将所述掺杂型CoB催化剂加到硼氢化钠和氢氧化钠的混合水溶液中进行水解产氢；
所述硼氢化钠和氢氧化钠的混合水溶液中，硼氢化钠的浓度为1～10wt％，氢氧化钠的浓度为1～10wt％；
所述掺杂型CoB催化剂的用量以硼氢化钠和氢氧化钠的混合水溶液的体积计为1～5mg/mL。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910601796.9A CN110479290B (zh) | 2019-07-05 | 2019-07-05 | 一种低温固相界面掺杂型CoB催化剂及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910601796.9A CN110479290B (zh) | 2019-07-05 | 2019-07-05 | 一种低温固相界面掺杂型CoB催化剂及其制备方法与应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110479290A CN110479290A (zh) | 2019-11-22 |
| CN110479290B true CN110479290B (zh) | 2022-04-22 |
Family
ID=68546711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910601796.9A Active CN110479290B (zh) | 2019-07-05 | 2019-07-05 | 一种低温固相界面掺杂型CoB催化剂及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110479290B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113600196B (zh) * | 2021-09-09 | 2022-09-23 | 广西师范大学 | 一种基于Fe2B-Co2B复合材料硼氢化钠水解制氢催化剂制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101347736A (zh) * | 2007-07-20 | 2009-01-21 | 中国科学院金属研究所 | 一种用于硼氢化物催化水解制氢催化剂及其制备方法 |
| CN102350356A (zh) * | 2011-07-28 | 2012-02-15 | 北京理工大学 | 一种硼氢化物水解制氢催化剂及其制备方法 |
| CN102784652A (zh) * | 2012-08-28 | 2012-11-21 | 青岛农业大学 | 一种Co-Ce-B/凹凸棒石催化剂及其制备方法和在硼氢化物水解制氢中的应用 |
| CN105597761A (zh) * | 2016-03-18 | 2016-05-25 | 西北师范大学 | 利用固相之间的迁移制备高分散高比表面积过渡金属合金催化剂的方法 |
| CN109499576A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-22 | 桂林电子科技大学 | 一种Co-B/NGO复合纳米材料及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001019401A (ja) * | 1999-07-05 | 2001-01-23 | Seijiro Suda | 水素発生剤及びそれを用いる水素発生方法 |
-
2019
- 2019-07-05 CN CN201910601796.9A patent/CN110479290B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101347736A (zh) * | 2007-07-20 | 2009-01-21 | 中国科学院金属研究所 | 一种用于硼氢化物催化水解制氢催化剂及其制备方法 |
| CN102350356A (zh) * | 2011-07-28 | 2012-02-15 | 北京理工大学 | 一种硼氢化物水解制氢催化剂及其制备方法 |
| CN102784652A (zh) * | 2012-08-28 | 2012-11-21 | 青岛农业大学 | 一种Co-Ce-B/凹凸棒石催化剂及其制备方法和在硼氢化物水解制氢中的应用 |
| CN105597761A (zh) * | 2016-03-18 | 2016-05-25 | 西北师范大学 | 利用固相之间的迁移制备高分散高比表面积过渡金属合金催化剂的方法 |
| CN109499576A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-22 | 桂林电子科技大学 | 一种Co-B/NGO复合纳米材料及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Mesoporous and amorphous NiCoBP alloys with high specific capacitance for supercapacitors;Xiaoguo Ma et al.;《Ionics》;20170716;第1-9页 * |
| 非晶态合金催化剂的制备与改性技术进展;张艳霞等;《化学与粘合》;20091231;第31卷(第3期);第53-57页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110479290A (zh) | 2019-11-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109811360B (zh) | 一种NiFeMo三元电解水电极及其制备方法 | |
| CN102078811B (zh) | 均相沉淀-原位还原法制备炭载Pd纳米粒子催化剂的方法 | |
| CN108855096B (zh) | 一种高效析氧催化剂的制备方法 | |
| CN108714429B (zh) | 一种棒状CoP/CoP2纳米复合物电催化剂的制备方法 | |
| CN107128875B (zh) | 一种制氢催化体系、包含所述催化体系的制氢体系及其用途 | |
| CN107486245B (zh) | 一种催化氨硼烷水解产氢的nh2-mil-125负载银钴合金纳米催化剂 | |
| CN110773173A (zh) | 一种双功能催化剂β-Ni(OH)2/NF及其制备方法和用途 | |
| CN111270263B (zh) | 一种泡沫镍负载富硼、氧空位的四氧化三钴电极及其制备方法 | |
| CN112736259A (zh) | 一种通过限域空间制备金属单原子电催化氧气还原催化剂的方法 | |
| CN113652707B (zh) | 一种碲化镍析氢催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN111346677B (zh) | 一种用于催化甲酸自分解制取氢气的钯/富氨基多孔聚合物催化剂的制备方法 | |
| CN111957335A (zh) | 一种石墨相氮化碳复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN111841589B (zh) | 一种镍钴钨磷化物催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN110302799B (zh) | 电化学还原二氧化碳为一氧化碳的催化剂及其制备方法 | |
| CN108246332B (zh) | 一种二维非贵金属负载型催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN114164455B (zh) | 一种通过电化学刻蚀提高贵金属基材料电催化性能的方法 | |
| CN110479290B (zh) | 一种低温固相界面掺杂型CoB催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN113862715B (zh) | 一种多价态铜纳米材料、其制备方法及其作为电催化剂在碳捕获技术中的应用 | |
| CN111138248A (zh) | 一种可回收的钯基催化剂在木质素加氢降解中的用途 | |
| CN113122878B (zh) | 一种氮掺杂碳复合石墨烯包覆金属钴催化剂、制备方法及应用 | |
| Moges et al. | Electrocatalysts for value-added electrolysis coupled with hydrogen evolution | |
| CN106935872B (zh) | 一种沉淀剂改性的燃料电池阳极催化剂的制备方法 | |
| CN113201755A (zh) | 一种单原子气凝胶电催化剂的制备方法 | |
| CN111905819A (zh) | 一种二维NiCoFe-MOF电催化剂的制备方法 | |
| CN109225256B (zh) | 硼氢化钠醇解制氢催化剂 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |