[發明專利]一種TiO2

在審

• 申請號: 202010169635.X
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111408380A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 馬敬環;蘇彥銘;劉瑩
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;B01J37/02;B01J37/16;B01J35/10;C01B3/06
• 代理公司: 天津知遠君正專利代理事務所(特殊普通合伙) 12236
• 代理人: 何君

本發明公開了一種TiO₂負載的Co?Pr?B催化劑的制備方法及應用，制備包括以下步驟：在室溫常壓下，用鈷源前驅物和鐠源前驅物配置成溶液A，將溶液A至于圓底燒瓶中，向溶液A中加入適量載體TiO₂，磁力攪拌浸漬120min。用還原劑配置成溶液B，磁力攪拌下將溶液B緩慢滴加至浸漬液中，將得到的黑色懸浮液離心，洗滌，干燥后獲得催化劑產品。本發明的有益之處在于：鈷是一種過渡元素，不僅價格低廉且具有良好的催化活性；稀土元素鐠的摻雜一定程度上提高了催化劑的分散程度，避免了催化劑的團聚現象；載體的添加增加了催化劑的比表面積，為活性組分提供了良好的表面支撐，并提高了催化劑的穩定性；催化劑材料有磁性，使用過程中易于分離回收利用。

技術領域

本發明具體涉及一種TiO₂負載的Co-Pr-B催化劑的制備方法及應用，屬于環境催化領域。

背景技術

隨著能源緊缺和環境污染問題的加重，清潔能源受到人類的廣泛關注。在現有的眾多清潔能源中，氫能為最佳的選擇。尋找有效的儲氫材料和高效的制氫方法是現在面臨的主要挑戰。傳統的制氫方式在制氫過程中損耗電能和水資源，制氫效率低且易產生二次污染。傳統的儲氫方式在氫氣的運輸和使用過程中容易受到限制。硼氫化鈉(NaBH₄)是一種環境友好型的儲氫材料。利用硼氫化鈉高溫熱解制氫成本較高且安全性低，因此一般通過水解方式制氫。硼氫化鈉水解反應的副產物偏硼酸鈉(NaBO₂)可回收利用，但常溫常壓下水解制氫反應緩慢。加入適當催化劑可提高硼氫化鈉的水解制氫速率。

迄今研究最多的硼氫化鈉水解制氫催化劑有貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑兩大類。貴金屬催化劑具有優異的性能但其稀有性限制了它的使用。非貴金屬催化劑格低廉且顯示出高效的催化活性，其中Co-B催化劑使用較多，但常規的Co-B表現出低比表面積，熱穩定性差且團聚的缺點。目前很多研究偏向摻雜稀土元素或添加載體的方法改良Co-B合金催化劑，多種金屬的組合可以產生協同效應，載體的添加可避免催化劑的團聚，提高催化劑的比表面積和機械強度。Zou Y.J.等以硼氫化鈉為還原劑采用共還原法制備了Co-Ce-B催化劑，Ce的摻雜提高了催化劑的分散度。Ce和Pr同為鑭系，同時稀土元素的價格低廉和資源相對豐富為催化劑的廣泛應用提供了可能。Lu Y.C.等選擇了TiO₂、Al₂O₃等作為載體通過浸漬法制備了負載型鈷基催化劑，對所制備的幾種負載型催化劑分別進行性能測試，其中Co-B/TiO₂催化活性最高，表明TiO₂在負載型鈷基催化劑中為高效載體。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明設計了一種TiO₂負載的Co-Pr-B催化劑，該發明制作方法簡單，易操作，價格合理，催化劑具有高活性和良好的穩定性。

為實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：

一種TiO₂負載的Co-Pr-B催化劑的制備方法，其特征在于所述催化劑由鈷、鐠、硼三種元素和載體二氧化鈦組成，其結構式為Co_1.6-Pr_0.4-B/TiO₂，其中二氧化鈦的質量為10mg，20mg，30mg，50mg，70mg，100mg。包括以下步驟：

(1)用移液槍將鈷源前驅物和鐠源前驅物以物質的量之比為1.6：0.4的比例加入圓底燒瓶中，室溫磁力攪拌下混合均勻。

(2)向前驅液中加入適量載體，磁力攪拌下浸漬，使活性組分負載到載體上。

(3)磁力攪拌下向圓底燒瓶中緩慢加入一定量的還原劑硼氫化鈉，還原5min，得到黑色懸浮液態催化劑。

(4)黑色懸浮液離心，洗滌，干燥得催化劑樣品。