[發(fā)明專利]Zn-EDTA作為氨硼烷的產(chǎn)氫控制開關(guān)

有效

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• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112408319B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉湘;黃煜;呂果;侯文欣;吳悠
• 申請（專利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類號: C01B3/06
• 分類號: C01B3/06;B01J23/44
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 成鋼

本發(fā)明公開了一種氨硼烷水解產(chǎn)氫過程中的控制開關(guān)，主要是以Pd/C作為催化劑，氨硼烷作為氫源，在氨硼烷水解產(chǎn)氫過程中加入Zn²⁺可以關(guān)掉產(chǎn)氫反應(yīng)，然后加入EDTA又可以重新打開。所述的Zn?EDTA開關(guān)操作簡單，原料便宜易得，而且具有優(yōu)異的開關(guān)效果。同時至少可以重復(fù)開關(guān)30次，對產(chǎn)氫性能無明顯影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及儲氫材料領(lǐng)域，具體涉及一種Zn-EDTA產(chǎn)氫開關(guān)，并作為氨硼烷的產(chǎn)氫控制開關(guān)。

背景技術(shù)

近些年來，隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類對能源的需求越來越大，同時隨著煤、石油、天然氣等不可再生能源的日益枯竭以及人類對化石燃料的過度使用造成的環(huán)境污染問題也日益嚴(yán)重，所以開發(fā)新型清潔環(huán)保能源迫在眉睫。氫氣作為一種理想的綠色能源，由于其含量豐富、可再生、燃值高和無污染等優(yōu)點(diǎn)備受人們關(guān)注。但是如何儲存以及控制其釋放是目前研究者們面臨的巨大技術(shù)難題。目前儲氫材料主要包括環(huán)烷烴、甲醇、含B和N的化合物以及水合肼等，其中，環(huán)烷烴的含氫量為14.3wt%，甲醇的含氫量為12.5wt%，但是這兩種儲氫材料產(chǎn)氫過程往往需要較高的溫度，不適用于便攜設(shè)備。雖然水合肼可以實(shí)現(xiàn)常溫產(chǎn)氫，但是其具有毒性，不符合綠色生產(chǎn)原則。而氨硼烷（化學(xué)式為NH₃BH₃）的含氫量高達(dá)19.6wt%，而且其水解制氫裝置安全便捷，可實(shí)現(xiàn)輕量化小型化，是一種理想的儲氫原料。但是，如何來控制氫氣的釋放，如何隨時開啟產(chǎn)氫反應(yīng)，隨時關(guān)閉產(chǎn)氫反應(yīng)也是一個重大的問題，在此，我們發(fā)明了一種Zn-EDTA開關(guān)來控制氫氣的釋放。我們以Pd/C作為產(chǎn)氫的催化劑，氨硼烷作為氫源，Pd/C作為一種商業(yè)化的催化劑，其價格便宜，催化性能好，并且可重復(fù)利用。在產(chǎn)氫反應(yīng)開啟后，加入Zn離子溶液可以關(guān)閉產(chǎn)氫反應(yīng)，然后再加入EDTA溶液又可以重新打開產(chǎn)氫反應(yīng)。同時本發(fā)明的Zn-EDTA開關(guān)屬于一種綠色環(huán)保型開關(guān)，無毒無污染。可以隨時控制產(chǎn)氫反應(yīng)的開啟或關(guān)閉。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種Zn-EDTA開關(guān)，可以隨時控制產(chǎn)氫反應(yīng)的開啟或關(guān)閉。

本發(fā)明所述的Zn-EDTA開關(guān)，主要以硝酸鋅、EDTA作為開關(guān)原料，以氨硼烷和Pd/C作為氫源和催化劑。

具體技術(shù)方案如下：

一種Zn-EDTA產(chǎn)氫控制開-關(guān)，具體步驟如下：

步驟1，分別稱取一定量的硝酸鋅或EDTA加入去離子水中，分別得到硝酸鋅水溶液或EDTA水溶液；

步驟2，稱取一定量Pd/C加入反應(yīng)器中，然后加入去離子水，在20-40℃下攪拌均勻；

步驟3，稱取一定量氨硼烷溶于去離子水中，得到氨硼烷水溶液；

步驟4，取步驟3中制得的氨硼烷水溶液，加入步驟2中的反應(yīng)器中；

步驟5，向步驟4中的反應(yīng)器中加入步驟1制備的硝酸鋅水溶液關(guān)掉產(chǎn)氫反應(yīng)；

步驟6，向步驟4中的反應(yīng)器中加入步驟1制備的EDTA水溶液打開產(chǎn)氫反應(yīng)。

氨硼烷、Pd/C、硝酸鋅和EDTA的摩爾比為1：0.003-0.005：0.001-0.003：0.001-0.003。

所述的硝酸鋅水溶液、EDTA水溶液的濃度均為0.01-0.05 mol/L，氨硼烷水溶液的濃度為0.5-2 mol/L，當(dāng)硝酸鋅和EDTA的摩爾量大于0.003時，開關(guān)效果更好。

本發(fā)明所述的技術(shù)方案在控制Pd/C催化氨硼烷產(chǎn)氫上的應(yīng)用。所述的Zn-EDTA作為氨硼烷的產(chǎn)氫控制開關(guān)至少重復(fù)開關(guān)30次，且開關(guān)效果沒有明顯降低。