[發明專利]一種活性炭負載雜多酸催化硼氫化鈉水解制氫的方法

有效

• 申請號: 201810585148.4
• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN108940364B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 于昊;孫德欣;王琴;王雪杰;王娟
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: B01J31/18
• 分類號: B01J31/18;B01J27/188;C01B3/06
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 李宏偉

本發明公開了一種活性炭負載雜多酸催化硼氫化鈉水解制氫的方法，以硝酸為活化劑，用化學活化法對活性炭進行活化，將活性炭與一定量的硝酸混合，攪拌反應一段時間后過濾，用水反復洗滌至中性后干燥；采用浸漬?化學還原法制備催化劑：稱取經硝酸活化預處理的活性炭，加入到磷鎢酸溶液中，水浴攪拌后過濾洗滌，干燥，備用；硼氫化鈉催化水解制氫反應；以海水為反應液，加入硼氫化鈉和催化劑，在強烈攪拌的條件下，加入反應液時即開始計時，生成的氫氣用排水法收集。本發明的有益效果是方法簡單，制氫效率高，污染小。

技術領域

本發明屬于能源技術領域，涉及一種活性炭負載雜多酸催化硼氫化鈉水解制氫的方法。

背景技術

隨著化石能源的缺乏以及人們日益重視環境保護，可持續清潔能源越來越受到世界各國的高度重視。氫能因其來源多樣性、清潔、可儲存及可再生等優點，被認為是化石燃料的重要替代能源。金屬氫化物在儲氫容量上具有其他材料無法比擬的優勢,且通過簡單的水解反應即可放出氫氣。正因如此,金屬氫化物水解作為一種新型供氫技術,近年來受到了極大關注。長期以來,貴金屬催化劑由于其穩定的化學性質,良好的催化活性,一直是催化劑研究的熱點。貴金屬催化劑雖然具有較高的活性，但其價格昂貴、儲量有限，限制了其廣泛的工業應用。因此，許多研究以制備低成本高活性的非貴金屬催化劑為重點。

由于沿海城市海水資源極其豐富，以海水為反應溶劑以及將活性炭負載的雜多酸催化劑應用于硼氫化鈉水解制氫反應國內尚未見報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種活性炭負載雜多酸催化硼氫化鈉水解制氫的方法，本發明的有益效果是方法簡單，制氫效率高，污染小。

本發明所采用的技術方案是按照以下步驟進行：

步驟1：以硝酸為活化劑，用化學活化法對活性炭進行活化，將活性炭與一定量的硝酸混合，攪拌反應一段時間后過濾，用水反復洗滌至中性后干燥；

步驟2：采用浸漬-化學還原法制備催化劑：稱取經硝酸活化預處理的活性炭，加入到磷鎢酸(TPA)溶液中，水浴攪拌后過濾洗滌，干燥，備用；

步驟3：硼氫化鈉催化水解制氫反應；以海水為反應液，加入硼氫化鈉和催化劑，在強烈攪拌的條件下，加入反應液時即開始計時，生成的氫氣用排水法收集。

進一步，步驟1中于80℃下攪拌反應4h后過濾，用水反復洗滌至中性后于110℃下干燥。

進一步，步驟2中稱取經硝酸活化預處理的活性炭加入到磷鎢酸溶液中，于50℃下水浴攪拌6小時后過濾洗滌，于70℃干燥10h。

進一步，步驟3中反應溫度為40℃。

進一步，步驟3中反應物硼氫化鈉質量分數為5％，催化劑/反應物質量比為0.1。

附圖說明

圖1是不同負載量催化劑催化硼氫化鈉水解制氫示意圖；

圖2是不同負載量催化劑催化硼氫化鈉水解制氫產率圖示意圖；

圖3是不同負載量催化劑催化硼氫化鈉水解制氫速率圖示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明進行詳細說明。

原料準備：硼氫化鈉(分析純)，成都市科龍化工試劑廠提供；磷鎢酸(分析純)，天津市科密歐化學試劑有限公司提供；活性炭(分析純)，天津市福晨化學試劑廠提供；硝酸(分析純)，萊陽經濟技術開發區精細化工廠提供；取自膠州灣的海水。

催化劑的制備：以硝酸為活化劑，用化學活化法對活性炭進行活化。將活性炭與一定量的硝酸混合，于80℃下攪拌反應4h后過濾，用水反復洗滌至中性，后于110℃下干燥。