[發(fā)明專利]一種無金屬參與的催化產(chǎn)氫的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010730525.6
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111874865B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉湘;王祎
• 申請（專利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類號: C01B3/06
• 分類號: C01B3/06
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 成鋼

本發(fā)明提供了一種新型的無金屬參與催化產(chǎn)氫的方法，以四羥基二硼為原料，然后以堿性溶液為催化劑，混合之后來達(dá)到催化產(chǎn)氫的效果。此方法雖然沒有任何金屬參與反應(yīng)，但是卻有優(yōu)越的催化活性，采用此方法測試了十二種不同的堿性溶液催化四羥基二硼水解產(chǎn)氫的效果，其中三乙胺和氫氧化鈉具有最優(yōu)越的催化產(chǎn)氫效果。由于此方法無金屬參與反應(yīng)，在解決能源危機(jī)的同時(shí)又保護(hù)了環(huán)境，正是響應(yīng)國家減少污染、保護(hù)環(huán)境的號召。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無金屬參與的催化產(chǎn)氫方法，屬于新能源。

背景技術(shù)

在過去的幾十年里,探索可持續(xù)的、可再生和清潔燃料技術(shù)引起了越來越多的關(guān)注。由于能源消耗日益增長和相關(guān)環(huán)境問題，太陽能、風(fēng)能和其他可持續(xù)能源戰(zhàn)略已成為有希望的化石燃料替代品。然而，這些可再生資源的日常應(yīng)用受到時(shí)間和空間間歇性所造成的低能量輸送效率的限制。把這些可再生資源轉(zhuǎn)換成可儲存和可運(yùn)輸?shù)幕瘜W(xué)燃料是一種很有前途的方法。近年來，氫以其相對豐度高、明顯的高能量密度和零排放等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是最有前途的化學(xué)燃料之一。氫正是這樣一種在常規(guī)能源危機(jī)的出現(xiàn)和開發(fā)新的二次能源的同時(shí)，人們期待的新的二次能源。作為一種理想的新的合能體能源，它具有以下特點(diǎn)：重量最輕：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，密度為0.0899g/L，零下252.7℃時(shí)，可成為液體，若將壓力增大到數(shù)百個(gè)大氣壓，液氫可變?yōu)榻饘贇洹Ｒ话銇碚f，氫氣主要是由工業(yè)蒸汽重整過程、電催化或光催化的水分解、電化學(xué)氧化交聯(lián)、催化的熱解或水解的儲氫材料(包括富氫無機(jī)氫化物、金屬氫化物等)產(chǎn)生，然而關(guān)鍵是要找到一種效率高，穩(wěn)定性好而又無污染的催化劑，在此我們發(fā)明了一種無金屬參與的催化方法。是以堿性溶液為催化劑來催化四羥基二硼水解產(chǎn)氫，該方法實(shí)行起來綠色環(huán)保，且效果較好。

從文獻(xiàn)報(bào)道來看，用無金屬堿溶液催化產(chǎn)氫的報(bào)道尚未出現(xiàn)。因此此方法具有無可比擬的效果，如綠色環(huán)保，無污染，產(chǎn)率高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)方案以不同的堿性溶液為催化劑催化四羥基二硼水解產(chǎn)氫，此方法包括以下步驟：

步驟1：配制不同的堿性溶液

步驟2：稱取四羥基二硼，裝進(jìn)反應(yīng)器密封好

步驟3：用注射器吸取配制好的2 mL堿溶液打入反應(yīng)器之后封好立即開始計(jì)時(shí)。

所述的堿溶液濃度為0.25-0.75 mmol/mL。

所述的不同的堿性溶液分別為氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀、三乙胺、氫氧化銫、碳酸銫、磷酸鈉、磷酸氫二鈉和磷酸二氫鈉溶液。

所述的四羥基二硼的物質(zhì)的量為0.75-1.5 mmol。

所述的堿性溶液與四羥基二硼的物質(zhì)的量比為0.5-1.5。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1-12中不同的堿溶液催化1 mmol四羥基二硼水解產(chǎn)氫的曲線圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

采用氫氧化鈉溶液催化四羥基二硼水解產(chǎn)氫，具體步驟如下：

步驟1：將適量的氫氧化鈉溶解于去離子水中配成0.5mmol/ml的溶液；

步驟2：稱取1 mmol 四羥基二硼，裝入反應(yīng)瓶，封口置于30℃水浴鍋中攪拌；

步驟3：用注射器吸取步驟1中的氫氧化納溶液2 mL，注入步驟2中的反應(yīng)瓶中，立即開始計(jì)時(shí)并封好口；

步驟4：每間隔15s或30s記錄對應(yīng)時(shí)間下的氫氣體積。

實(shí)施例2

采用氫氧化鉀溶液催化四羥基二硼水解產(chǎn)氫，具體步驟如下：