[發明專利]氫氧化物負載的金屬納米顆粒制備方法及應用

在審

• 申請號: 202211234637.8
• 申請日: 2022-10-10
• 公開（公告）號: CN115532282A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 劉湘;張慶;黃文凱;許富花
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J37/08;B01J37/16;C01B3/06
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

本發明提供了氫氧化物負載的金屬納米顆粒制備方法及應用。以二甲基氨硼烷（DMAB）為原料，然后負載不同金屬制得催化劑。分散到水中催化DMAB產氫。本文采用此方法制備負載三種不同的金屬來催化DMAB產氫，其中Ni(OH)₂@Pt、Co(OH)₂@Pt、具有較好的催化產氫效果。此發明合成方法簡單并且產氫效果較好，同時具有很好的可回收、可循環性能，可以作為一種綠色、經濟型催化劑。

技術領域

該納米顆粒可以對DMAB表現出良好的催化選擇性和循環利用性，本發明涉及氫氧化物如Ni(OH)₂、Co(OH)₂、Fe(OH)₃負載的金屬納米顆粒的制備方法及其應用，可應用于催化領域。

背景技術

在21世紀的今天，煤、石油、天然氣等化石燃料仍然是我們獲取能源的主要途徑。化石燃料的消耗在不斷增長且環境污染問題日益加劇，因此研究高效、經濟、清潔的綠色能源勢在必行。從環境和經濟的角度來看，可再生能源系統的發展是一個關鍵問題，人們對化石燃料消耗和溫室氣體排放的擔憂日益增加，這激發了科研人員向氫經濟轉型的興趣。氫能以熱值高能量密度大，產物無毒無污染等特點，引起科研工作者的重視。化學儲氫材料中，氨硼烷的儲氫量高達19.8wt％，可以在催化劑的作用下室溫放出氫氣，是一種極具有潛力的儲氫材料之一。由于氨硼烷的價格較高，不利于氫氣的大量儲存和制備。氨硼烷的衍生物—二甲基氨硼烷，價格相對較低，在室溫下穩定，便于儲存等優點，也可用于制備氫氣。目前二甲基氨硼烷的研究偏向于有機溶劑中的反應，在水相中的研究較少。我們通過簡單的化學還原方法制備了Pt/Ni(OH)₂催化劑用于二甲基氨硼烷的水解脫氫。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種氫氧化物負載的金屬納米顆粒制備方法，包括以下步驟：

步驟(1)：檸檬酸鈉、NaOH加水超聲溶解后得到混合溶液，將Ni(NO₃)₂·6H₂O的水溶液滴加到上述混合溶液中，30-40℃下恒溫下攪拌進行反應1-2h，得到的產物經離心、離子水和乙醇各洗三次、50-60℃下干燥后得到含Ni(OH)₂的混合物；

步驟(2)：將步驟(1)中含Ni(OH)₂的混合物置于反應器中，加水分散后加入PtCl₄水溶液，再將NaBH₄水溶液迅速注射到反應器中，攪拌進行反應5-10min，得到的沉淀經離心、洗滌，得到Pt/Ni(OH)₂納米催化劑，即為Ni(OH)₂負載的金屬納米顆粒。

所述的檸檬酸鈉、NaOH、Ni(NO₃)₂·6H₂O的質量比為0.1-0.5：1-4：0.5-2.5。

所述的PtCl₄水溶液的質量濃度為0.5-1.25％；NaBH₄水溶液的濃度為0.05-0.125mol/L；

含Ni(OH)₂的混合物、質量濃度為0.1-1.0％的PtCl₄水溶液、NaBH₄的添加質量之比為50-70：0.5-4：7-20。

所述的步驟(1)中Ni(NO₃)₂·6H₂O替換為Co(NO₃)₂·6H₂O，則得到的產物為Pt/Co(OH)₂納米催化劑。

所述的步驟(1)中Ni(NO₃)₂·6H₂O替換為Fe(NO₃)₃·9H₂O，則得到的產物為Pt/Fe(OH)₃納米催化劑。