[發明專利]一種催化劑及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202310084243.7
• 申請日: 2023-01-17
• 公開（公告）號: CN116037172A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 趙亞婔;張冰;熊程麗
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: B01J27/185
• 分類號: B01J27/185;C01B3/06
• 代理公司: 焦作市科彤知識產權代理事務所(普通合伙) 41133
• 代理人: 武曉麗

本發明涉及催化劑技術領域，公開了一種催化劑及其制備方法與應用，一種催化劑，所述催化劑為負載在CDs修飾的改性HNTs上的Cosubgt;2/subgt;P納米復合材料，記為Cosubgt;2/subgt;P?mHNTs/CDs。包括合成CDs、HNTs的改性、mHNTs/CDs的合成、Cosubgt;2/subgt;P?mHNTs/CDs的合成。本發明制備得到的催化劑用于催化AB水解反應，具有優異的催化性能，在常溫常壓水溶液中，TOF值達到最大值為89.01molsubgt;H2/subgt;molsubgt;cat/subgt;supgt;?/supgt;supgt;1/supgt;minsupgt;?1/supgt;，活化能為44.89kJ?molsupgt;?1/supgt;。

技術領域

本發明涉及催化劑技術領域，公開了一種催化劑及其制備方法與應用。

背景技術

隨著化石能源的消耗殆盡，人們對氫能源的興趣日益增長。氫氣是一種綠色可持續的能源，但是安全高效的儲氫技術仍然是其實際應用所需解決的一大難題。傳統的儲氫方式有物理儲氫和化學儲氫兩種方式。與物理儲氫相比，化學儲氫更加安全高效，且更容易實現大規模的工業應用。氨硼烷(AB)具有較高的儲氫容量(19.6wt％)，且無毒、易溶于水、分子量低，是一種很有前景的化學儲氫材料。在適當的催化劑的存在下，1mol的AB完全水解可以釋放出3mol的氫氣。在該工藝中，水解反應在熱力學上是可行的，但在室溫和常壓下，沒有催化劑的加入，水解反應不會發生。

近年來，貴金屬和非貴金屬在催化AB水解方面得到了廣泛而深入的研究。毫無疑問，貴金屬在催化脫氫方面的性能明顯優于非貴金屬。然而，在工業催化中，成本是一個至關重要的考慮因素，因此貴金屬催化劑不是一個最有成本效益的選擇。近幾年來，過渡金屬越來越多地出現在催化領域，如金屬基磷化物、氧化物、氮化物等。特別是過渡金屬磷化物，由于其從金屬到P之間的適當的電子轉移和良好的穩定性，被廣泛的研究。例如，在氧摻雜多孔碳(OPC-300)上負載的NiCoP對AB水解具有良好的催化性能，在堿性環境下TOF值達到95.24mol_H2mol_cat^-1min^-1。Ni、Co、P與載體OPC-300之間的電子相互作用增強了AB水解的催化活性。然而，磷化過程中納米顆粒的團聚趨勢不利于催化活性的提高，因為磷化過程中可能會導致反應的表面積減小。

因此，開發出一種穩定、高活性的催化劑至關重要。

發明內容

本發明的目的就在于克服上述不足，提供一種催化劑及其制備方法與應用。

為達到上述目的，本發明是按照以下技術方案實施的：

一種催化劑，所述催化劑為負載在CDs(碳點)修飾的改性HNTs(埃洛石納米管)上的Co₂P納米復合材料，記為Co₂P-mHNTs/CDs。

本發明還包括一種催化劑的制備方法，包括以下步驟：

S1，合成CDs

以楊絮為原料，采用水熱法合成CDs溶液；

S2，HNTs的改性

將HNTs加入到APTES-甲苯混合溶液中，進行超聲處理，得到懸浮液A；將懸浮液A回流后冷卻至室溫，離心分離得到固體A；將固體A清洗后干燥得到氨基改性的HNTs，記為mHNTs；

S3，mHNTs/CDs的合成

采用EDC/NHS反應，通過羧基和氨基基團的連接，制備固定在mHNTs上的CDs，記為mHNTs/CDs；

S4，Co₂P-mHNTs/CDs的合成