Ni-P催化硼氫化鈉水解制氫性能研究

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1、第33卷第12期可再生能源Vol.33No.122015年12月RenewableEnergyResourcesDec.2015Ni-P催化硼氫化鈉水解制氫性能研究111，2111劉楠，沈研，王艷，曹中秋，李申申，姜鼎（1.沈陽師范大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，遼寧沈陽110034；2.南開大學(xué)先進(jìn)能源材料化學(xué)教育部重點實驗室，天津300071）摘要：文章通過化學(xué)鍍法成功制備了Ni-P催化劑，并考察了施鍍溫度以及還原劑濃度對硼氫化鈉水解制氫性能的影響。結(jié)果表明：試驗中Ni-P催化劑的最優(yōu)制備條件為施鍍溫度為50℃，還原劑濃度為0.8mol/L；此條件下制備的Ni-P催

2、化劑催化硼氫化鈉水解放氫的速率為639.7mL/（min·g），活化能為44.5kJ/mol。關(guān)鍵詞：Ni-P催化劑；化學(xué)鍍；硼氫化鈉；催化水解中圖分類號：TQ424.25文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1671-5292（2015）12-1880-07DOI:10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2015.12.0220前言Co-Ni-B以及Co-P-B表現(xiàn)出了較高的催化[14]硼氫化鈉（NaBH4）具有較高的質(zhì)量儲氫容量NaBH4水解的活性。Rakap在Pd活化的TiO2上[1]~[3][15]（10.6%），是較有潛力的儲氫材料之一。溶液酸沉積了C

3、o-Ni-P三元合金，Patel綜述了Co-B堿性會影響NaBH4的水解速率，隨著溶液pH值催化劑催化NaBH4制氫的研究進(jìn)展。的升高，水解速率降低，也就是說，在堿性溶液中以粉體形式存在的催化劑具有難于分離且易NaBH4的水解會受到明顯的抑制。研究發(fā)現(xiàn)，在催團(tuán)聚的缺點，這在很大程度上抑制了其催化活性化劑的作用下，高濃度的氫氣可以從堿性的的提高。將制備的催化劑負(fù)載到Cu，Ni等金屬箔NaBH4溶液中釋放出來，并且可以控制反應(yīng)速率，或其金屬泡沫上制備成薄膜的形式，就可以避免[16]因此，催化劑在氫氣的制備過程中起到了重要的上述問題的出現(xiàn)。Muir通過低溫化學(xué)鍍法成功

4、作用。制備了泡沫Ni負(fù)載的Co-B催化劑，并考察了到目前為止，科研工作者報道了多種催化pH值以及NH3濃度對催化劑負(fù)載量和催化活性NaBH4水解制氫的催化劑，主要包括貴金屬（如的影響。為了提高Co-P催化劑催化NaBH4水解[4][18]Pt，Ru）及其合金或復(fù)合物，如Pt/LiCoO2，Pt-放氫性能，可以將其制成薄膜的形式。Krishnan[5][6]Ru，Ru等。這些貴金屬基催化劑對NaBH4的水分別通過化學(xué)鍍和電鍍的方式制備了泡沫Ni負(fù)解放氫性能有很高的催化活性，但是由于貴金屬載的Co-B催化劑，結(jié)果其催化NaBH4水解的放[19]的價格比較昂貴，限制了

5、其廣泛應(yīng)用。因此，開發(fā)氫速率在一定程度上得到了明顯的提高。Li指低成本高效率的催化劑是NaBH4水解制氫領(lǐng)域出，不同于B元素，在含P的合金中，P能夠增加亟需解決的問題。金屬的活性位，進(jìn)而提高合金的催化活性。除此之近年來，過渡金屬及其合金由于成本低，儲量外，Co-P比Co-B的價格低，發(fā)展Co-P催化劑對豐富，由它們構(gòu)成的催化劑成為了NaBH4水解制NaBH4水解有很高的實用價值。目前，關(guān)于Co-P氫領(lǐng)域的研究熱點，主要包括Co基，Ni基催化劑催化劑的制備及催化NaBH4水解制氫方面的研[7]~[11][20]~[25][25]等。非金屬原子（P，B）與過渡金屬C

6、o，Ni等的究有很多。Zhang通過化學(xué)鍍法成功制備了結(jié)合可以改變金屬的電子狀態(tài)，從而提高它們的Co-P/Cu催化劑，其催化NaBH4水解放氫的速率催化性能，目前，關(guān)于這方面的研究也較多。Fer-為1846mL/（min·g），活化能為48.1kJ/mol。關(guān)于nandes通過混合Co鹽和其他金屬鹽，最終合成Ni-P催化劑的研究目前卻很少，其制備條件（包[12]，[13]了Co基合金催化劑，并發(fā)現(xiàn)合成的Co-B，括施鍍溫度，pH值以及還原劑濃度等因素）對收稿日期：2015-07-15?；痦椖浚簢易匀豢茖W(xué)基金項目（51501118）；沈陽師范大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)

7、項目（201510166248，20141016613024）；遼寧省教育廳科學(xué)研究一般項目（L2015500）；先進(jìn)能源材料化學(xué)教育部重點實驗室（南開大學(xué)）開放基金項目；沈陽師范大學(xué)校內(nèi)課題（L201503）。通訊作者：王艷（1980-），女，講師，博士，研究方向為新能源材料。E-mail：wangyan11287@mail.nankai.edu.cn·1880·王艷，等Ni-P催化硼氫化鈉水解制氫性能研究Ni-P催化劑的催化性能的影響尚不明確。本文通NaBH4和1%NaOH的溶液共計10mL于圓底燒過化學(xué)鍍法制備了Ni-P催化劑，并考察施鍍溫瓶中，并控制在一

8、定溫度下，待溫度穩(wěn)定后，