[發明專利]一種鈷酸鎳銅納米顆粒的制備方法及其在催化氨硼烷水解產氫上的應用

在審

• 申請號: 201911056504.4
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN111137927A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 李莉玲;馮裕發;吳夢瑛
• 申請（專利權）人: 惠州衛生職業技術學院;惠州學院
• 主分類號: C01G53/00
• 分類號: C01G53/00;C01B3/06;B01J23/755;B01J35/10;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 惠州市超越知識產權代理事務所(普通合伙) 44349
• 代理人: 陳文福;陳惠珠

本發明公開了一種鈷酸鎳銅納米顆粒的制備方法，屬于納米材料領域及催化劑制備技術領域。所述制備方法包括：（1）、將可溶性鎳鹽、鈷鹽、銅鹽溶于超純水中，配置成混合鹽溶液A；（2）、將絡合劑檸檬酸三鈉溶于超純水，配置成溶液B，所加入絡合劑與金屬離子的摩爾比為0.5~2.0；（3）、將沉淀劑溶于超純水形成C溶液，所加入沉淀劑與金屬離子的摩爾比為2~50；（4）、將B，C溶液按順序緩慢加至A溶液混合，攪拌0~1 h；（5）、再轉移至反應釜，80~180℃反應8~24 h，過濾洗滌，40~80℃下烘干，轉移至馬弗爐350~800℃煅燒1~8 h。本發明采用水熱合成法，整個制備過程操作簡單，環境友好，實驗重現性非常好，成本低、易于工業化生產，可規模化生產Cu_xNi_1?xCo₂O₄復合鈷酸鹽。

技術領域

本發明屬于納米材料領域及催化劑制備技術領域。尤其涉及一種鈷酸鎳銅納米顆粒的制備方法及其在催化氨硼烷水解產氫上的應用。

背景技術

化石能源的枯竭已迫使新能源的崛起，而氫能源作為一種安全環保、來源豐富、適用范圍廣、零排放等優點的新型能源，被認為是未來最具發展前景的能源之一，其在氫燃料汽車、電池、照明以及城市生活等方面，都具有著不可忽視的地位。而氫能源開發的關鍵在于尋找合適的儲氫材料。儲氫材料主要有化學氫化物、吸附儲氫材料和金屬氫化物。氨硼烷（NHBH，簡稱AB）中的氫具有高的能量密度(142 MJ/kg)，高的含氫量（19．6wt％），被認為是極為高效的儲氫材料。其在室溫下幾乎不反應，但是可以在催化劑的作用下，1molAB通過水解幾乎能釋放出3mmol的氫氣，其釋氫速率隨催化劑的性能優異的不同而有很大的差異，所以，研究和開發新型高效的氨硼烷水解制氫的催化劑是當前新型能源研究中的熱點。

鈷酸鎳銅作為過渡金屬氧化物中的一員，由于其具有特殊的晶格結構、高比表面積、良好的導電性等特點，廣泛應用于鋰離子電池材料、超級電容器、光催化、電催化等領域。

中國專利（CN201810016038.6, 2018）提出一種泡沫鎳負載的海膽狀鈷酸銅納米材料的制備方法：以六水合硝酸鈷、一水合乙酸銅、氟化銨和尿素為原料，無水乙醇和去離子水為溶劑，通過水熱生長與高溫煅燒的方法制備出具有海膽結構的鈷酸銅納米材料。通過本發明的方法制備的泡沫鎳負載的海膽狀鈷酸銅納米材料，特別是煅燒溫度為約550攝氏度的條件時,獲得的泡沫鎳負載的海膽狀鈷酸銅納米材料其海膽形狀均勻且有序，表現出極好的電化學性能和良好的倍率性能。但該方法直接在泡沫鎳集流體上生長獲得，這并不利于規模化生產。

中國專利（CN201510204162.1, 2015）提出一種用作超級電容器電極的NiCo₂O₄@NiCo₂O₄納米材料及其制備方法：通過水熱反應法制得核結構NiCo₂O₄納米線，在該納米線上，進一步通過電化學沉積法制得殼結構的NiCo₂O₄納米線，最終得到具有同質核殼結構的NiCo₂O₄@NiCo₂O₄納米線，該發明有效的提高了電極的比表面積和空間利用率，提升了電極材料的比電容，但很明顯工藝復雜且耗能。

因此，研發一種形貌可控、成本較低、產品性能優良的能夠用于工業化生產鈷酸鹽復合物的方法是本發明的所要解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種高比表面積、分散均勻的鈷酸鎳銅納米顆粒的制備方法，本發明合成方法簡單、條件溫和，合成出Cu_xNi_1-xCo₂O₄納米顆粒具有比表面積高、分散均勻等優點。