[發(fā)明專利]M-B/γ-Al2O3催化劑的制備方法及應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910279117.0
• 申請(qǐng)日: 2019-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN109939682A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蓋衛(wèi)卓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 洛陽(yáng)師范學(xué)院
• 主分類號(hào): B01J23/75
• 分類號(hào): B01J23/75;B01J23/755;C01B3/08
• 代理公司: 鄭州知一智業(yè)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41172
• 代理人: 劉彩霞

本發(fā)明公開M?B/γ?Al₂O₃催化劑的制備方法，包括以下步驟：a、將納米γ?Al₂O₃粉體加入水中超聲混合后，添加M Cl₂·6H₂O，超聲混合，得懸浮液A，納米γ?Al₂O₃粉體與水的質(zhì)量比為1∶(50?600)，納米γ?Al₂O₃粉體與M Cl₂·6H₂O的摩爾比為(0.5?2)∶1；b、將步驟a中懸浮液A加入硼氫化鈉中，混合，反應(yīng)至無氣泡產(chǎn)生，得M?B/γ?Al₂O₃懸浮液，硼氫化鈉和M Cl₂·6H₂O的摩爾比為(2?3)∶1；c、將步驟b中M?B/γ?Al₂O₃懸浮液進(jìn)行抽濾、清洗、過濾，室溫條件下，干燥，得M?B/γ?Al₂O₃催化劑，同時(shí)提供其應(yīng)用。本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，所制備的催化劑用于催化鋁水反應(yīng)制氫時(shí)，具有很高的活性，只需將鋁粉、催化劑加入到水中即可使純鋁粉體與水連續(xù)反應(yīng)并產(chǎn)生氫氣，整個(gè)制氫過程簡(jiǎn)潔、高效，且對(duì)環(huán)境無污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋁水反應(yīng)制氫技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著世界經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展以及人類生活水平的不斷提高，人們對(duì)能源的需求量越來越大。目前，世界各國(guó)的能源供給以化石燃料為基礎(chǔ)，然而，化石燃料的大量使用會(huì)引起一系列的能源和環(huán)境問題，如化石燃料日益枯竭、溫室效應(yīng)、大氣污染、酸雨等。因此，世界各國(guó)將建立清潔、安全和可持續(xù)的能源結(jié)構(gòu)作為21世紀(jì)能源戰(zhàn)略的重點(diǎn)。氫能是一種潔凈的二次能源，具有來源廣泛、零排放、可與其它形式能源相互轉(zhuǎn)化等優(yōu)點(diǎn)。

燃料電池是氫能利用的理想方式，它可以直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芏皇芸ㄖZ循環(huán)的限制，同時(shí)燃料電池的產(chǎn)物為水，對(duì)環(huán)境無污染。便攜式燃料電池所用氫源要求制氫或儲(chǔ)氫材料的儲(chǔ)氫量高、無有毒物質(zhì)(如一氧化碳)，同時(shí)要求供氫系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單、緊湊。目前，最常用的儲(chǔ)氫方式是高壓壓縮儲(chǔ)氫和低溫液化儲(chǔ)氫，難以滿足便攜式燃料電池的需求，在一定程度上制約了燃料電池的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

為了解決燃料電池的氫源問題，人們轉(zhuǎn)向原位產(chǎn)氫材料，原位產(chǎn)氫材料可以現(xiàn)場(chǎng)制氫、實(shí)時(shí)供氫，且比氫氣易存儲(chǔ)與運(yùn)輸。金屬鋁是一種很有潛力的原位產(chǎn)氫材料，其性質(zhì)活潑、資源豐富、價(jià)格相對(duì)低廉，1Kg鋁可以產(chǎn)生0.11Kg氫氣。然而，當(dāng)金屬鋁暴露于氧化環(huán)境時(shí)，其表面會(huì)形成一層致密的氧化物保護(hù)膜，阻礙了鋁與水的直接反應(yīng)。為了促使鋁與水直接反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，各種活化技術(shù)相繼出現(xiàn)，如鋁在堿性溶液中反應(yīng)制氫、合金化鋁與水反應(yīng)制氫、高能球磨活化鋁與水反應(yīng)制氫、表面改性鋁與水反應(yīng)制氫、鋁在催化劑催化作用下與水反應(yīng)制氫等。在這些活化方法中，鋁在催化劑催化作用下與水反應(yīng)制氫技術(shù)具有較大的潛力，該方法操作簡(jiǎn)單，不需對(duì)鋁進(jìn)行處理，只需將鋁和催化劑加入到水中即可制備氫氣。目前，常用的催化劑有γ-Al₂O₃、TiO₂等氧化物，Al(OH)₃等，但上述催化劑的催化效率較低。因此，尋求一種用于鋁-水反應(yīng)制氫的高效催化劑就顯得尤為關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供M-B/γ-Al₂O₃催化劑的制備方法，同時(shí)提供M-B/γ-Al₂O₃催化劑的應(yīng)用是本發(fā)明的另一發(fā)明目的。

基于上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

M-B/γ-Al₂O₃催化劑的制備方法，包括以下步驟：