[發明專利]一種氮磷雙摻雜石墨烯負載鎳鈷鈀納米催化劑的制備方法及應用

有效

• 申請號: 202110324016.8
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113042085B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 李思佳;王佳運;梁金生;白亞軒;劉玉博;張世雷;尚赫男
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;C01B3/22
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

1.一種氮磷雙摻雜石墨烯負載鎳鈷鈀納米催化劑的制備方法，其特征為該方法包括以下步驟：

步驟一、配制濃度為3~10 mg/mL的氧化石墨烯GO的水溶液，超聲處理后得到分散均勻的氧化石墨烯GO水溶液；

步驟二、將NiCl₂、Na₂PdCl₄、Co(NO₃)₂、Ce(NO₃)₃溶液加入到GO水溶液中，攪拌5~15 min后，得到混合溶液A；

其中，摩爾比為：NiCl₂：Na₂PdCl₄：Co(NO₃)₂=1：(1~8)：(1~3)；每5~80 mg GO加0.02~0.2mmol的NiCl₂、10~30 mg的Ce(NO₃)₃；

步驟三、將NaH₂PO₄?2H₂O和3-氨丙基三乙氧基硅烷APTS加入到步驟二的混合溶液A中，并繼續攪拌1~10 min后，得到混合溶液B；

每15~25 mL混合溶液A加入20~100 mg的NaH₂PO₄?2H₂O和0.1~0.6 mL的3-氨丙基三乙氧基硅烷APTS；

步驟四、將硼氫化鈉NaBH₄作為還原劑加入到步驟三的混合溶液B中，攪拌5~15 min進行還原反應，得到混合溶液C；

其中，每15~25 mL混合溶液B加入20~60 mg硼氫化鈉NaBH₄；

步驟五、在室溫下，將步驟四所述的混合溶液C磁力攪拌還原，待沒有氣泡時，離心、水洗，即可得到所需的氮磷雙摻雜石墨烯負載鎳鈷鈀納米催化劑NiCoPd-CeO_x/NPG。

2.如權利要求1所述的氮磷雙摻雜石墨烯負載鎳鈷鈀納米催化劑的制備方法，其特征為所述NiCoPd為三金屬合金結構，且均勻的分散在氮磷雙摻雜石墨烯襯底上，顆粒尺寸為0.6~1.8 nm。

3.如權利要求1所述的氮磷雙摻雜石墨烯負載鎳鈷鈀納米催化劑的制備方法，其特征為所述步驟二中NiCl₂水溶液、Na₂PdCl₄水溶液和Co(NO₃)₂水溶液的濃度為0.02~0.1 M。

4.如權利要求1所述的氮磷雙摻雜石墨烯負載鎳鈷鈀納米催化劑的制備方法，其特征為所述步驟四中的NaBH₄與混合溶液B進行還原反應的溫度為室溫。

5.如權利要求1所述的氮磷雙摻雜石墨烯負載鎳鈷鈀納米催化劑的制備方法，其特征為摩爾比為：NiCl₂：Na₂PdCl₄：Co(NO₃)₂=1：1：3。

6.如權利要求1所述的氮磷雙摻雜石墨烯負載鎳鈷鈀納米催化劑的制備方法，其特征為步驟五中的離心的轉速為7000~12000 rpm，時間為4~10 min。

7.如權利要求1所述的方法制備的氮磷雙摻雜石墨烯負載鎳鈷鈀納米催化劑的應用，其特征為將該催化劑應用于催化甲酸室溫水解制氫反應。

8.如權利要求7所述的應用，其特征為包括如下步驟：將得到的催化劑分散在水中，再加入甲酸水溶液，溫度25~50℃、常壓，即可催化甲酸水解制氫；

其中，每5~20 mL水中加入0.1~1 mmol催化劑；甲酸水溶液的濃度為0.1~5 M，催化劑和甲酸的摩爾比為0.01~0.5：1；催化劑的摩爾量以Ni、Co和Pd三種元素的摩爾量之和計。