【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于硼氢化钠水解制氢材料，尤其涉及一种金属氧化物负载硼、磷共掺杂多元合金催化剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、氢气是天然气的清洁替代品。氢元素是最丰富的化学元素，估计占宇宙质量的75％。但是，氢作为气体却非常稀少。氢气可以从多种资源中生产，例如天然气、核能、沼气以及太阳能和风能等可再生能源。挑战在于如何大规模利用氢气为我们的家庭和企业提供燃料。
2、硼氢化钠作为一种储氢材料，可以自发与水反应产生高纯度的氢气，缺点是反应速率慢，且转化率只有7-8％。钯、钌、铂等贵金属催化剂对于硼氢化钠水解制氢反应具有高效的催化性能，但是成本高昂，不适合广泛应用。
3、公开号为cn113171776a的中国专利技术专利公开了用于硼氢化钠溶液水解制氢的负载型催化剂、制备方法及应用。其特征在于固态镍为载体，co、fe和b通过煅烧形成的化学力作用力进入到固态镍的孔内分散均匀，形成稳定的镍负载cofeb硼氢化钠水解制氢催化剂。在50℃下，产氢速率达11300-148000ml·gcat-1·min-1。但是该专利反应条件较为苛刻，不利于市场应用。
4、公开号为cn114713230a的中国专利技术专利公开了一种co/ni比为3：1的羧基化cnts负载conib复合材料及其制备方法和应用。以羧基化cnts、六水氯化钴、六水氯化镍、三乙胺、无水乙醇、水和硼氢化钠为原料，采用在冰水条件下硼氢化钠原位还原的方法制备。在25℃条件下提供的产氢速率达到6100-6500ml·gcat-1·min-1。但是由于cnts价
5、公开号为cn114984961a的中国专利技术专利公开了一种硼氢化物水解制氢三元合金催化剂feco-ni及制备方法。通过喷射电沉积法在载体上电镀三元合金催化剂fe-co-ni，提供一种制备过程简单的用于硼氢化钠溶液水解制氢的负载型催化剂、制备方法及应用。在40℃下产氢速率达245.65ml·gcat-1·min-1，产氢速率较低，催化性能一般。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种金属氧化物负载硼、磷共掺杂多元合金催化剂及其制备方法与应用。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
3、本专利技术的技术方案之一：
4、一种金属氧化物负载硼、磷共掺杂多元合金催化剂，所述多元合金催化剂包括载体和负载在所述载体上的多元素掺杂的co活性位点；
5、所述多元合金催化剂为粗糙且不规则的聚集体，表面为无定形结构；co富电子，且主要以元素态和氧化态存在；fe、b和p均缺电子，且主要以氧化态存在。p元素的掺杂能增加催化剂的表面粗糙度以及增大孔径，b、fe能增加co的电子云密度，b、fe和p的协同作用增加了催化剂的催化性能。
6、通过sem分析得知，本专利技术的负载型催化剂的结构为粗糙且不规则的聚集体。对负载型催化剂进行xrd表征分析，没有发现明显的特征峰，表面为无定形结构，由于无定形结构独特的短程有序但长程无序结构，增强了co活性位点对硼氢化钠水解反应的催化活性。通过xps对co-b/γ-al2o3、co-b-p/γ-al2o3、co-fe-b-p/γ-al2o3进行对比分析，可以得知：co富电子，且主要以元素态和氧化态存在；b、fe、p均缺电子，且主要以氧化态存在，fe、b和p的协同作用提升了co的电子云密度，使co免遭氧化。通过孔径分析，p的掺杂能增加催化剂表面粗糙度和孔径。因此，b、fe、p的协同作用使硼、磷共掺杂多元合金催化剂对硼氢化钠水解反应能有较高的催化活性。
7、本专利技术的技术方案之二：
8、一种金属氧化物负载硼、磷共掺杂多元合金催化剂的制备方法，包括以下步骤：
9、通过初湿浸渍法将钴盐、铁盐和次磷酸盐负载在载体上；
10、加入硼氢化钠溶液进行化学还原，洗涤还原产物后进行干燥，得到金属氧化物负载硼、磷共掺杂多元合金催化剂。
11、优选的，所述通过初湿浸渍法将钴盐、铁盐和次磷酸盐负在载体上的具体方法为：
12、将钴盐、铁盐和次磷酸盐加入到水中超声溶解，加入载体，搅拌；
13、所述钴盐为氯化钴(cocl2)或硝酸钴(co(no3)2)；所述铁盐为氯化铁(fecl3)或硝酸铁(fe(no3)3)；所述次磷酸盐为次磷酸钠(nah2po2)。
14、优选的，所述钴盐、铁盐和次磷酸盐的质量比为6∶(1-5)∶16，优选为6∶3∶16。
15、优选的，所述钴盐与载体的质量比为60∶1。
16、优选的，所述搅拌指的是在50℃下搅拌1小时。
17、优选的，所述硼氢化钠的物质的量与金属盐离子中co和fe总物质的量之比为nabh4∶(co+fe)＝4∶1，以保证金属盐离子的完全还原。
18、优选的，所述化学还原的时间为1h。
19、优选的，所述洗涤指的是用去离子水和无水乙醇交替洗涤3次。
20、优选的，所述干燥的温度为80℃，干燥时间为8h。
21、本专利技术的技术方案之三：
22、一种由上述金属氧化物负载硼、磷共掺杂多元合金催化剂制备的硼氢化钠水解制氢材料。
23、本专利技术的技术方案之四：
24、所述的金属氧化物负载硼、磷共掺杂多元合金催化剂在催化硼氢化钠水解制氢中的应用，在最优条件下提供的产氢速率可达到12729.78ml·gcat-1·min-1，产氢量为理论值的100％。
25、与
技术介绍
提到的专利相比，本专利技术的co-fe-b-p四元合金催化剂，因fe、b、p独特的协同作用，使得催化剂在更为温和的条件(30℃)下，能够有更加优异的制氢速率，并且制氢速率不受钴盐、铁盐和载体种类的影响。
26、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
27、(1)本专利技术多元合金催化剂的结构为粗糙且不规则的聚集体，对负载型催化剂进行xrd表征分析，没有发现明显的特征峰，表面为无定形结构，由于无定形结构独特的短程有序但长程无序结构，增强了co活性位点对硼氢化钠水解反应的催化活性。通过xps对co-b/γ-al2o3、co-b-p/γ-al2o3、co-fe-b-p/γ-al2o3进行对比分析，可以得知：co富电子，且主要以元素态和氧化态存在；b、fe、p均缺电子，且主要以氧化态存在，fe、b和p的协同作用提升了co的电子云密度，使co免遭氧化，提高了其性能；
28、(2)本专利技术多元合金催化剂的制备方法简单、成本低、原料来源广泛；
29、(3)本专利技术多元合金催化剂的催化性能高，对硼氢化钠水解反应有较高的催化活性，用于催化硼氢化钠水解制氢时，在30℃下提供的产氢速率可达到12729.78ml·gcat-1·min-1，产氢量为理论值的100％。
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1.一种金属氧化物负载硼、磷共掺杂多元合金催化剂，其特征在于，所述负载型催化剂包括载体和负载在载体上的多元素掺杂的Co活性位点，所述载体是γ-氧化铝或二氧化钛；
2.一种权利要求1所述的金属氧化物负载硼、磷共掺杂多元合金催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的金属氧化物负载硼、磷共掺杂多元合金催化剂的制备方法，其特征在于，所述通过初湿浸渍法将钴盐、铁盐和次磷酸盐负载在载体上的具体方法为：
4.根据权利要求3所述的金属氧化物负载硼、磷共掺杂多元合金催化剂的制备方法，其特征在于，所述钴盐、铁盐和次磷酸盐的质量比为6∶(1-5)∶16。
5.根据权利要求3所述的金属氧化物负载硼、磷共掺杂多元合金催化剂的制备方法，其特征在于，所述钴盐与载体的质量比为60∶1。
6.根据权利要求3所述的金属氧化物负载硼、磷共掺杂多元合金催化剂的制备方法，其特征在于，所述搅拌指的是在50℃下搅拌1h。
7.根据权利要求2所述的金属氧化物负载硼、磷共掺杂多元合金催化剂的制备方法，其特征在于，所述硼氢化钠的物质
8.根据权利要求2所述的金属氧化物负载硼、磷共掺杂多元合金催化剂的制备方法，其特征在于，所述化学还原的时间为1h。
9.一种硼氢化钠水解制氢材料，其特征在于，由权利要求1所述的金属氧化物负载硼、磷共掺杂多元合金催化剂制备得到。
10.权利要求1所述的金属氧化物负载硼、磷共掺杂多元合金催化剂在催化硼氢化钠水解制氢中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种金属氧化物负载硼、磷共掺杂多元合金催化剂，其特征在于，所述负载型催化剂包括载体和负载在载体上的多元素掺杂的co活性位点，所述载体是γ-氧化铝或二氧化钛；
2.一种权利要求1所述的金属氧化物负载硼、磷共掺杂多元合金催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的金属氧化物负载硼、磷共掺杂多元合金催化剂的制备方法，其特征在于，所述通过初湿浸渍法将钴盐、铁盐和次磷酸盐负载在载体上的具体方法为：
4.根据权利要求3所述的金属氧化物负载硼、磷共掺杂多元合金催化剂的制备方法，其特征在于，所述钴盐、铁盐和次磷酸盐的质量比为6∶(1-5)∶16。
5.根据权利要求3所述的金属氧化物负载硼、磷共掺杂多元合金催化剂的制备方法，其特征在于，所述钴盐与载体...
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