[發明專利]一種新型鈷配合物晶體材料制備方法及應用

有效

• 申請號: 201810523110.4
• 申請日: 2018-05-28
• 公開（公告）號: CN108864436B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 韋思躍;孫立賢;徐芬;吳燚鵬;于芳
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;B01J31/22;C01B3/06
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 周雯

本發明公開了一種鈷配合物晶體材料，由六水合硝酸鈷，2,4,6?三(4?羧基苯基)?1,3,5?三嗪和1,10?鄰菲羅啉通過溶劑熱法反應后經過濾，干燥制得。其表面積5.2 m² g^?1，孔徑主要分布在2.7~10nm。其制備方法包括以下步驟：1）反應液的配制；2）鈷配合物晶體材料的制備。作為催化LiBH₄?2LiNH₂體系應用，在205℃的條件下，LiBH₄?2LiNH₂體系釋放出9.0~10.1wt%氫氣，占總放氫量（10.4%wt）的90~98%。本發明制備材料新穎，具有優良的催化性能，在制備新能源領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及光催化領域，具體涉及一種鈷配合物晶體材料及其制備方法和應用。

背景技術

化石能源是不可再生的能源，隨著世界人口的不斷增加，人類對化石能源的開發利用越來越多，這必將導致化石能源的枯竭，同時，化石燃料燃燒產生大量的溫室氣體（CO₂）和有害氣體（SO₂,NO_X等），造成全球變暖、大氣污染等一系列的環境問題。因此，尋求一種可再生的綠色新型能源已刻不容緩。而氫氣來源豐富，能量密度高，燃燒產物清潔而受到人們的關注，被認為是最具有潛力的替代能源。開發和利用氫能是一項系統工程，其中最基本的四個環節主要包括制氫、儲氫、氫氣的運輸和使用，然而缺乏合理的儲氫技術已成為限制氫能利用走向規模化、實用化的瓶頸。開發安全、經濟和高效的儲氫技術是氫能大規模應用的關鍵。近年來，Li-B-N-H儲氫材料因其高的儲氫容量而備受關注，但其高的放氫溫度和差的吸氫可逆性嚴重阻礙了其實用化進程。因此，合成出在較低的溫度下可以使Li-B-N-H體系放氫，同時結構和性能都穩定的新型催化劑成為催化儲氫的研究的熱點。

現有技術浙江理工大學張喻用MOF-74-Co催化LiBH₄- 2LiNH₂體系放氫時，添加5%，MOF-74-Co作為催化劑催化LiBH₄- 2LiNH₂放氫時，LiBH₄- 2LiNH₂-5%MOF-74-Co，在200℃條件下，體系放出9.0wt%的氫氣，占總放氫量的87%[張喻,Co基催化劑對Li-B-N-H復合體系儲氫性能的影響極其機理[D]].浙江，浙江大學，2014]。

羧酸類配體由于其多變的配位模式和較強的配位能力，在配位化學中扮演著重要的角色。構筑結構多樣的新型金屬羧酸配位聚合物可以廣泛應用在氣體存儲、分離、催化、傳感、生物等領域。因此，在樣品制備方面，金屬羧酸配位聚合物展現了巨大的優勢和潛在的應用。

發明內容

本發明目的是針對Li-B-N-H儲氫材料放氫溫度較高等問題，提供一種鈷配合物晶體材料制備方法，利用金屬有機框架化合物自身具有特性，通過溶劑熱法合成新型材料，在催化反應的過程中，鈷配合物晶體材料被還原成Co，并且均勻的分散在體系中，充分的和LiBH₄- 2LiNH₂接觸使得體系LiBH₄- 2LiNH₂的活化能降低，放氫動力學能壘的降低必然會使得體系的放氫溫度降低。因此，鈷配合物晶體材料的添加對LiBH₄- 2LiNH₂放氫溫度有促進的作用。

為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

一種鈷配合物晶體材料，由六水合硝酸鈷，2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪和1,10-鄰菲羅啉通過溶劑熱法反應后經過濾，干燥得到鈷配合物晶體材料，所述鈷配合物晶體材料有晶體結構，其表面積5.2 m² g^-1，孔徑主要分布在2.7~10 nm。

一種鈷配合物晶體材料制備方法，包括以下步驟：