一种复合储氢材料NaBH4@NiCo-NC及其制备方法技术

本发明专利技术属于储氢材料技术领域，具体为一种复合储氢材料NaBH4@NiCo

【技术实现步骤摘要】
一种复合储氢材料NaBH4@NiCo
‑
NC及其制备方法


[0001]本专利技术属于储氢材料
，具体涉及一种复合储氢材料NaBH4@NiCo
‑
NC及其制备方法。

技术介绍

[0002]氢能是传统化石燃料的理想替代能源，开发安全、高效、经济的储氢手段是储氢材料实际应用的关键步骤。与高压气态储氢和液态储氢相比，固态储氢具有安全性好，储氢容量高等优点，因此越来越多的研究开始致力于固态储氢材料体系的开发和性能的改进[1]。
[0003]近年来，金属配位氢化物受到研究者们的广泛关注，因为相对于金属氢化物，金属配位氢化物具有更高的质量和体积储氢密度[2]。其中NaBH4具有10.8 wt% 的质量储氢密度和115 kg
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‑3的体积储氢密度，是一种十分有潜力的金属配位氢化物储氢材料[3]。然而NaBH4的热力学稳定性高，纯的NaBH4在500℃以上才开始放氢，而且NaBH4的放氢动力学性能和循环性能都很差，这些特性制约了其作为储氢材料的应用。研究者们采取纳米化，添加催化剂以及将两者结合的方法来改善NaBH4的储氢性能。Peter Ngene等研究发现，将NaBH4限域在纳米多孔的碳模板中，NaBH4的初始放氢温度下降了220℃，在325℃和60 bar氢压下吸氢后再次放氢的容量只有43%[4]。另有研究通过溶液法制备NaBH4纳米颗粒，并在其表面原位还原金属包覆层，制备的金属包覆NaBH4纳米颗粒其储氢性能得到明显改善[5]；Meganne等通过该方法制备的NaBH4@Ni复合材料结合了纳米限域和Ni的催化作用，在350℃下实现了2.5 wt%的可循环系统储氢容量[6]。Chong等用石墨烯包覆的方法制备了NaBH4@G纳米材料，材料的初始放氢温度下降到了只有40℃，在分步升温到460℃的过程中，该复合材料可放出7.0 wt%的氢气，并且该部分储氢容量完全可逆，但是该放氢温度在实际应用中仍然相对较高[7]。在这些研究的基础上，我们利用负载有NiCo催化剂的片状多孔碳材料模板将NaBH4的纳米限域和原位催化结合相结合，在400℃下实现了复合材料4.5 wt%的系统可逆容量。
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5074。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种储氢容量高、放氢温度降低、循环性能好的复合储氢材料及其制备方法。
[0006]本专利技术提供的复合储氢材料，是一种硼氢化钠负载附有镍钴催化剂的片状多孔碳复合材料，记为NaBH4@NiCo
‑
NC。
[0007]本专利技术提出的复合储氢材料NaBH4@NiCo
‑
NC的制备方法，包括制备NiCo
‑
MOFs纳米片，在惰性气体下煅烧NiCo
‑
MOFs纳米片，得到NiCo
‑
NC多孔碳材料；将NaBH4溶于有机溶剂，通过溶液负载并抽干，得到复合储氢材料NaBH4@NiCo
‑
NC；具体步骤如下：（1）NiCo
‑
MOFs纳米片的制备：以N,N
‑
二甲基甲酰胺为溶剂，以Co盐和Ni盐作为Co源和Ni源，以对苯二甲酸和三乙胺作为配体，在持续超声下反应3
‑
8小时，得到NiCo
‑
MOFs片材料；具体操作：在室温（如25
‑
30℃）下，将Ni盐和Co盐和对苯二甲酸溶于由乙醇、水和N,N二甲基甲酰胺组成的混合溶液中；将得到的混合溶液搅拌后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合储氢材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）NiCo
‑
MOFs纳米片的制备：以N,N
‑
二甲基甲酰胺为溶剂，以Co盐和Ni盐作为Co源和Ni源，以对苯二甲酸和三乙胺作为配体，在持续超声下反应3
‑
8小时，得到纳米片材料，记为NiCo
‑
MOFs；（2）NiCo
‑
NC片状纳米多孔碳模板的制备：将NiCo
‑
MOFs纳米片转移到管式炉中，在惰性气体保护下，以1~3℃/min速率升温到600
‑
1000℃，保温1~3 h，进行碳化，冷却后即得到片状纳米多孔碳模板，记为NiCo
‑
NC；NiCo
‑
NC中NiCo颗粒尺寸均匀，粒径在20~50nm之间；（3）溶液法将NaBH4负载到NiCo
‑
NC：将NaBH4溶于有机溶剂中，搅拌溶解得到无色澄清溶液；向其中加入NiCo
‑
NC，超声分散均匀；通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：余学斌，陈伟，夏广林，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：