【技术实现步骤摘要】
本申请涉及储氢材料，尤其涉及一种含硼固体储氢材料的催化剂及制备方法、催化剂前驱体。
技术介绍
1、含硼的固体储氢材料经常被用来制备氢气，例如氨硼烷(ammonia borane，简称ab)具有19.6wt％的理论氢含量，是目前氢含量最高的化学储氢材料。氨硼烷在常温常压下为白色无毒粉末，在常温常压下表现出良好的稳定性，是一种理想的化学储氢材料。氨硼烷内的氢气可以通过热分解、醇解和水解等方法释放，其中水解法具有成本相对低廉、无需加热且反应稳定可控的优势。当存在适合的催化剂时，1mol的氨硼烷可以可控稳定地释放出3mol的h2。
2、然而，用于催化含硼固体储氢材料水解的催化剂同时具有高催化活性和良好长期稳定性仍然是当前面临的主要挑战。当前有些催化剂可能表现出优异的催化活性，能够高效促进含硼固体储氢材料水解反应，但在长时间运行或多次使用后可能出现催化活性下降的问题。另一些催化剂可能具有良好的稳定性，能够在反应过程中保持高度的结构稳定性，但它们的催化活性可能不够高效，导致含硼固体储氢材料水解反应速率较低，释放氢气的效率不高。因此，现有技术中，提高催化剂的催化活性可能会牺牲其长期稳定性，而追求更好的稳定性可能会限制催化剂的活性和反应效率。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的在于同时提高用于催化含硼固体储氢材料水解的催化剂的催化活性和催化稳定性。
2、特别地，本专利技术实施例提供了一种用于催化含硼固体储氢材料水解的催化剂，所述催化剂包括非晶区和结晶区，所述非晶区的化学
3、可选地，所述非晶区在非晶区和结晶区的总和的占比为3%-40%中的任一值。
4、可选地，所述非晶区以岛状形式均匀分布在所述结晶区内。
5、可选地，相邻两个所述非晶区之间的间隔小于30nm，且大于0.5nm。
6、可选地，所述非晶区的尺寸为范围在1-20nm中任一值。
7、可选地，所述非晶区的尺寸在所有非晶区的尺寸中位数的±50%内。
8、可选地，所述非晶区和所述结晶区为同一种化学组分。
9、特别地，本专利技术还提供了一种用于催化含硼固体储氢材料水解的催化剂前驱体，所述催化剂前驱体包含结晶区和待转化区，所述待转化区的晶型为规则晶型或非规则晶型，所述待转化区用于转化为非晶区。
10、特别地，本专利技术还提供了一种如前述的催化剂的制备方法，包括如下步骤：
11、提供一催化剂前驱体，所述催化剂前驱体包含结晶区和待转化区，所述待转化区的晶型为规则晶型或非规则晶型，所述待转化区用于转化为非晶区；
12、将所述催化剂前驱体的所述待转化区转化为非晶区，以获得所述催化剂。
13、可选地，所述待转化区转化为非晶区的转化次数为至少一次。
14、根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于催化含硼固体储氢材料水解的催化剂，该催化剂包括了非晶区和结晶区，非晶区的化学组分为包含过渡金属单质或含有过渡金属元素的合金。这些区域提供了高度活性的催化位点，有利于含硼固体储氢材料水解反应的催化过程。结晶区的化学组分同样是含有过渡金属单质或含有过渡金属元素的合金，这些区域在结构上更有序、更稳定，为非晶区提供了坚实的框架，有助于保持催化剂的整体结构和稳定性。本专利技术实施例的催化剂非晶区提供了活性位点来促进反应速率和效率，而结晶区的稳定性确保了催化剂长期使用时的结构不易受到破坏。因此，本专利技术实施例通过将高活性的非晶区和结构稳定的结晶区结合起来，催化剂同时具有高催化活性和催化稳定性。
15、进一步地，通过控制非晶区在非晶区和结晶区的总和的占比，从而可以控制活性位点密度、提高催化活性且能够平衡催化活性和稳定性。非晶区提供了更多的活性位点，相比结晶区，非晶区具有更高的表面积和更丰富的缺陷结构，因此在相对较小的区域内拥有更多的活性位点，有利于增加催化反应的速率和效率。非晶区内的缺陷结构和表面特性能够促进催化剂与反应物质之间的相互作用，增强催化剂对含硼固体储氢材料水解反应的催化活性，从而提高氢气释放的速率和产量。合理控制非晶区和结晶区的比例能够平衡催化剂的活性和稳定性，兼顾催化剂在反应中的高效催化作用与长期稳定性，提高催化剂的使用寿命和效率。
16、进一步地，由于该催化剂只需要具备非晶区和结晶区就可以对含硼固体储氢材料进行水解制氢，因此极大地扩展了催化剂的选材范围，例如自然界中的铁锈，有利于节约成本，实现大规模量产。
17、进一步地，由于催化剂的非晶区和结晶区为同一化学组分，保持了催化剂的均一性，有助于确保催化剂在反应中具有一致的活性和选择性。并且，这样的催化剂更容易维持稳定的结构，这有助于延长催化剂的使用寿命，并提高其长期稳定性。同一化学组分还可以确保结晶区和非晶区具有相似的表面性质，这对于确保催化剂在整个表面上有一致的反应性很重要，从而提高反应效率。进一步地，同一化学组分的结晶区和非晶区可以更好地受到控制，这使得催化剂的设计和制备更加可控，有助于优化催化性能。
18、进一步地，由于催化剂的非晶区以岛状形式成分布在结晶区内，活性位点较为分散，提供了更多的表面积，这意味着更多的催化活性位点与含硼固体储氢材料之间可以发生相互作用，有助于提高催化剂效率。并且，分散的活性点位有助于减轻催化剂中的中毒效应，当活性点位聚集在一起时，它们更容易受到各种物质的中毒，从而减缓催化活性，而分散的结构可以减少这种影响，提高催化剂的稳定性和寿命。进一步地，分散的活性点位还有助于提高催化剂对多相反应的适应性，因为它们更容易与不同相的反应物质进行交互。
19、进一步地，通过对各个岛状的非晶区的尺寸和间距进行了一定的限制，相较于间距过大或过小，每个非晶区的尺寸变化较大的催化剂而言，本实施例的催化剂的非晶区的尺寸和间距具有更合理的分布，因此可以避免因过于拥挤的活性点位而导致相互竞争，或过于分散限制反应速率，尽可能地保证催化剂表面被利用，提高催化活性。另外，合适的间距有助于维持催化剂的结构，减缓失活的过程，提高使用寿命。
20、根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于催化含硼固体储氢材料水解的催化剂前驱体，催化剂前驱体包含结晶区和待转化区，待转化区的晶型为规则晶型或非规则晶型，待转化区用于转化为非晶区。该实施例方案中的催化剂前驱体也可以直接使用，在使用时仅需对催化剂前驱体的待转化区进行非晶区转化即可。相比于催化剂，其制备过程更为便捷。
21、根据本专利技术的第三方面，提供了一种用于制备上述催化剂的制备方法，该催化剂制备方法的原料取材范围大，制备过程简单，通过控制待转化区转化为非晶区的过程中的参数可以获取到催化活性高且稳定性好的催化剂。
22、进一步地，催化剂前驱体的待转化区转化为非晶区的转化次数可以为多次，待转化区多次转化为非晶区，形成新的催化剂，增加了催化剂的总量，增大了非晶区的面积，使得催化活性进一步增本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于催化含硼固体储氢材料水解的催化剂，其特征在于，所述催化剂包括非晶区和结晶区，所述非晶区的化学组分为过渡金属单质或包含有过渡金属元素的合金，所述结晶区的化学组分为过渡金属单质或包含过渡金属元素的合金。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述非晶区在非晶区和结晶区的总和的占比为3%-40%中的任一值。
3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述非晶区以岛状形式均匀分布在所述结晶区内。
4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，相邻两个所述非晶区之间的间隔小于30nm，且大于0.5nm。
5.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述非晶区的尺寸为范围在1-20nm中任一值。
6.根据权利要求5所述的催化剂，其特征在于，所述非晶区的尺寸在所有非晶区的尺寸中位数的±50%内。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的催化剂，其特征在于，所述非晶区和所述结晶区为同一种化学组分。
8.一种用于催化含硼固体储氢材料水解的催化剂前驱体，其特征在于，所述催化剂前驱体包含结晶区和待转化区，
9.一种如权利要求1-7中任一项所述的催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的催化剂的制备方法，其特征在于，所述待转化区转化为非晶区的转化次数为至少一次。
...【技术特征摘要】
1.一种用于催化含硼固体储氢材料水解的催化剂，其特征在于，所述催化剂包括非晶区和结晶区，所述非晶区的化学组分为过渡金属单质或包含有过渡金属元素的合金，所述结晶区的化学组分为过渡金属单质或包含过渡金属元素的合金。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述非晶区在非晶区和结晶区的总和的占比为3%-40%中的任一值。
3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述非晶区以岛状形式均匀分布在所述结晶区内。
4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，相邻两个所述非晶区之间的间隔小于30nm，且大于0.5nm。
5.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述非晶区的尺寸为范围在1-2...
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