[發(fā)明專利]一種甜甜圈狀空心多孔Pt-Ni納米粒子負(fù)載氧化鈦材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210076438.2
• 申請日: 2022-01-24
• 公開（公告）號: CN114377691A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫立賢;康莉;莢鑫磊;余玉倩;桑振;徐芬
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J21/06;B01J35/10;B01J32/00;B01J35/02;B01J37/16;C01B3/06
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本發(fā)明公開了一種甜甜圈狀空心多孔Pt?Ni納米粒子負(fù)載氧化鈦材料，通過對NH₂?MIL?125(Ti)改性得到氧化鈦，然后通過氨基酸還原的方法將Pt?Ni納米粒子負(fù)載到氧化鈦上，得到甜甜圈狀空心多孔Pt?Ni納米粒子負(fù)載氧化鈦材料，其比表面積為200?220 m²g^?1，孔徑分布為3?5 nm；呈納米片組裝而成的甜甜圈狀空心多孔結(jié)構(gòu)，Pt?Ni納米粒子均勻負(fù)載在氧化鈦載體的內(nèi)外。其制備方法包括以下步驟：1，NH₂?MIL?125(Ti)前驅(qū)體的制備；2，甜甜圈狀空心多孔Pt?Ni納米粒子負(fù)載氧化鈦材料的制備。作為硼氫化鈉水解催化劑的應(yīng)用，在298 K下提供的最大放氫速率達(dá)到10164 mL?min^?1g^?1，放氫量為理論值的100%，催化放氫的活化能為E_a=29.68 kJ?mol^?1；8次循環(huán)使用后仍保留了其對硼氫化鈉水解初始催化活性的87.8%。本發(fā)明具有高催化性能、高循環(huán)性能、工藝簡單、反應(yīng)周期短的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及催化化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種甜甜圈狀空心多孔Pt-Ni納米粒子負(fù)載氧化鈦材料及其制備方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的化石燃料消耗大量的能源，轉(zhuǎn)化成電能的比例很低，甚至造成巨大的環(huán)境污染。為了解決能源危機(jī)和環(huán)境污染，氫能作為一種清潔、高效、可持續(xù)的能源，被認(rèn)為是可以替代化石燃料的清潔能源。氫是宇宙中最輕、最豐富的元素，在除核燃料以外的任何燃料中，氫的熱值最高。世界氫能的使用實(shí)際上是在追求碳中和和碳峰值。相對于光、風(fēng)能儲(chǔ)能技術(shù)，氫能儲(chǔ)能更適合長期大規(guī)模儲(chǔ)能。此外，氫能具有零排放、易獲取的自然優(yōu)勢，如熱化學(xué)生產(chǎn)(利用熱驅(qū)動(dòng)化學(xué)反應(yīng)裂解水)、電解水、光電化學(xué)制氫、生物制氫(光-生物裂解水)和氫化物水解。在上述途徑中，包括金屬氫化物（NaBH₄和LiBH₄）的含氫物質(zhì)的催化水解被認(rèn)為是制氫的便捷，經(jīng)濟(jì)和高效的途徑。

其中，硼氫化鈉（NaBH₄）水解制氫法具有理論制氫密度高(10.8 wt%)、放氫溫度低、反應(yīng)過程可控、氫氣純度高、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最實(shí)用的制氫方法之一。NaBH₄和硼酸鹽產(chǎn)品均可溶于水，為實(shí)際應(yīng)用帶來極大方便。NaBH₄水解可得到4個(gè)等量的氫，反應(yīng)如下:

NaBH₄+2H₂ONaBO₂+4H₂

然而，硼氫化鈉在自然條件下水解動(dòng)力學(xué)緩慢，放出的氫只有理論產(chǎn)量的小部分，這是因?yàn)榉磻?yīng)副產(chǎn)物NaBO₂中BO₂^-的大量累積，致使反應(yīng)體系的pH值升高，水解反應(yīng)受到抑制，因此需要尋找高效、簡便、低成本、綠色環(huán)保的技術(shù)手段從硼氫化鈉中把氫氣釋放出來。