A Co-Al@C composite catalyst and its synthesis method and application are described. Polymer surfactant P123, citric acid, cobalt ion and aluminium ion are assembled in solution to form lyotropic liquid crystals. P123 is used as carbon source and soft template at the same time. When the solvent evaporates completely, the organic bilayer is calcined at high temperature, and the organic bilayer is transformed into layered carbon material. Cobalt and aluminium compounds are formed simultaneously during carbonization. The Co-Al@C composite carbon nanosheets were prepared by etching in sodium hydroxide solution, removing a large amount of aluminum and stripping the tightly arranged layered structure. The C o-Al@C composite catalyst prepared by the invention has high activity and good stability when applied to ammonia decomposition reaction, and the cobalt particles in the catalyst are uniform in size, and are densely embedded in the aluminium and carbon composite nanosheets, thus effectively preventing the aggregation of cobalt particles in ammonia decomposition reaction and improving the catalytic performance of the catalyst in ammonia decomposition.
【技术实现步骤摘要】
一种Co–Al@C复合催化剂及其合成方法与应用
本专利技术涉及复合催化剂的制备与应用,具体涉及一种Co–Al@C复合催化剂及其合成方法与应用。
技术介绍
随着人类社会和工业的不断发展,能源短缺和环境污染问题日趋严峻,新能源的开发利用是人类的必然选择。在众多的新型能源中,氢能作为一种二次能源,具有清洁、高效等优点。在氢能转化方面,氢燃料电池是实现氢能利用的一种重要方式。在氢来源方面,直接以氢作为燃料无论在运输方面还是储存方面都存在诸多问题,而氨分解在线制氢技术既可制氢又可储氢,一举两得。氨是一种富氢化合物,氨分子不含碳元素,不会产生COx等气体,从源头上避免了氢燃料电池的电极出现“中毒现象”。将氨分解反应用于在线制氢是目前解决燃料电池氢来源的有效途径之一,而将氨分解用于在线制氢的关键是制备一种廉价易得、高效稳定的催化剂。过渡金属是氨分解反应中的重要催化剂,但受限于活性位点数目低、结构稳定性差等缺陷,其催化性能并不理想。近年来,研究者们通过对催化剂的组成、结构以及制备方法进行合理改进以改善过渡金属催化剂的性能。例如,通过将过渡金属纳米化以提高活性位点的数目;通过将纳米化的过渡金属颗粒负载于载体之上以加强催化剂的结构稳定性。碳具有良好的热稳定性和导电性,在许多催化和储能材料的应用中,碳基材料通常用作载体来负载活性物种,以便于活性物种的分散和电子在载体与活性物种之间的转移。近些年来,研究者们对以碳为载体的氨分解催化剂进行了研究,结果表明,以碳材料复合的过渡金属催化剂(过渡金属@C)对催化氨分解制氢具有很好的应用前景。目前制备过渡金属@C复合材料一般分为两步法,即先 ...
【技术保护点】
1.一种Co–Al@C复合催化剂的合成方法,其特征在于,包括步骤:S1:将P123溶于乙醇中,加入柠檬酸、九水硝酸铝、六水硝酸钴,搅拌至完全溶解,得混合溶液;S2:将混合溶液转移至烘箱中蒸干溶剂,得前驱体;S3:将前驱体在保护气氛中高温煅烧,得到黑色固体。S4:将黑色固体溶于碱溶液中,搅拌,之后洗涤、干燥即得Co–Al@C复合催化剂。
【技术特征摘要】
1.一种Co–Al@C复合催化剂的合成方法,其特征在于,包括步骤:S1:将P123溶于乙醇中,加入柠檬酸、九水硝酸铝、六水硝酸钴,搅拌至完全溶解,得混合溶液;S2:将混合溶液转移至烘箱中蒸干溶剂,得前驱体;S3:将前驱体在保护气氛中高温煅烧,得到黑色固体。S4:将黑色固体溶于碱溶液中,搅拌,之后洗涤、干燥即得Co–Al@C复合催化剂。2.根据权利要求1所述的一种Co–Al@C复合催化剂的合成方法,其特征在于,所述步骤S1中P123为2.00g,所述无水乙醇为40mL,所述柠檬酸为1.68g,硝酸铝和硝酸钴的总摩尔量为40mmol,六水硝酸钴与九水硝酸铝的质量比为1-8:10。3.根据权利要求2所述的一种Co–Al@C复合催化剂的合成方法,其特征在于,所述...
【专利技术属性】
技术研发人员:谷莹秋,孙立鸣,赵爽,
申请(专利权)人:江苏师范大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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