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【技术实现步骤摘要】
:本专利技术涉及储氢材料,具体涉及一种pd/sn双金属修饰硅基纳米片材料的制备方法及其应用。
技术介绍
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技术介绍
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1、氢利用的主要问题之一是氢的存储。目前,储氢方式主要高压气态储氢、低温液态储氢及固态储氢三种。其中,固态储氢是指用物理或者化学吸附等方法将氢气储存在固体物质中。固态储氢具有储氢密度大、储氢压力小、安全性高等显著特点,故对固态储氢研究已逐渐成为储氢领域的研究重点。找寻和研究适宜的储氢材料更是固态储氢研究的重中之重。
2、硅基纳米片是一种由硅原子组成的层状孔洞纳米结构,具有原子层间距大、吸附能高、扩散阻力小等优点,是一种极具潜在价值的储氢材料。其层间原子以“豌豆荚”非共面的翘曲结构存在。这种独特的孔洞形式为氢的存储提供便利,但这种结构只能发挥单一的物理吸附作用,氢的吸附量有限,实际应用推广有限。由于硅基纳米片中活性位点较多,可以为金属单质提供附着位点。若在硅基纳米片孔洞内负载金属,可通过金属离子对氢原子产生化学吸附,从而实现硅基纳米片对氢产生物理和化学吸附。两种模式相互促进可显著提升硅基纳米片对氢的转运和存储能力。
3、然而,现阶段在纳米材料表面负载金属单质,主要通过金属离子在纳米材料表面还原产生沉积实现附着,若要实现两种或两种以上的金属负载,一般要进行多重还原步骤。现有制备方法费时且负载成功率较低。如何实现多种金属在硅基纳米片表面的快速、简便负载,并保证储氢能力的进一步提升,是以硅基纳米片作为储氢材料研究的一个重要环节。
4、需要说明的是,上述内容属于专利技术人的
技术实现思路
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技术实现思路
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1、本专利技术的目的在于解决现有技术所存在的问题,提供一种pd/sn双金属修饰硅基纳米片材料的制备方法及其应用,采用一步法实现pd、sn双金属在硅基纳米片表面的负载,制备方法简便、成本低廉、活性位点和储氢能力得到增强。
2、本专利技术通过采取以下技术方案实现上述目的:
3、一种pd/sn双金属修饰硅基纳米片材料的制备方法,包括以下步骤:
4、s1、采用拓扑化学法合成掺杂sn2+的硅基纳米片
5、向甲醇溶液中依次添加sncl2、casi2和十二烷基硫酸钠得到溶液a,将溶液a在恒温水浴锅中反应得到溶液b,最后将溶液b进行离心清洗和真空干燥,得到掺杂sn2+的硅纳米片;
6、s2、一步法制备pd/sn双金属修饰硅基纳米片
7、将pdcl2溶解于盐酸/乙二醇溶液中得到溶液c,将步骤s1获得的掺杂sn2+的硅纳米片加入溶液c中并磁力搅拌均匀得到溶液d;向溶液d中缓慢滴加硼氢化钠溶液并进行搅拌直至变为黑色得到溶液e;调节溶液e的ph值呈弱碱性,最后对溶液e进行洗涤、抽滤和真空干燥,得到pd/sn双金属修饰硅基纳米片。
8、进一步的,所述甲醇溶液体积为50~80ml。
9、进一步的,所述casi2和sncl2的质量比为1:4~6。
10、进一步的,所述溶液a的恒温水浴条件为:50~80℃恒温反应24~36h。
11、进一步的,步骤s1中的真空干燥条件为:60~80℃下干燥24~36h。
12、进一步的,按照pd与sn负载单质的质量进行计算,其中pd占据pd/sn双金属修饰硅基纳米片总质量的5%~20%。
13、进一步的,所述盐酸/乙醇溶液中盐酸为浓盐酸,且盐酸与乙醇的体积比为1:15~20。
14、进一步的,所述磁力搅拌转速为350~650r/min。
15、进一步的,所述硼氢化钠浓度为0.04~0.06g/ml。
16、进一步的,所述硼氢化钠溶液采用蠕动泵恒速滴加,流量为100~200ml/min。
17、进一步的,采用乙醇溶液对溶液d洗涤三次。
18、进一步的,步骤s2中的真空干燥为60~80℃下烘干16~30h。
19、所述pd/sn双金属修饰硅基纳米片材料在制备燃料电池产品的应用。
20、所述pd/sn双金属修饰硅基纳米片材料在制备氢催化剂产品的应用。
21、所述pd/sn双金属修饰硅基纳米片材料在制备储氢产品的应用。
22、本专利技术采用上述结构,能够带来如下有益效果:
23、(1)本专利技术充分利用合成硅基纳米片原料中的sn离子,并采用一步还原法制备了pd和sn双金属负载的硅基纳米片。实现在硅基纳米片的基础上通过负载修饰双金属,进一步增强了硅基纳米片材料的活性位点和储氢能力。
24、(2)本专利技术具有制备过程简便、成本低廉的优势。同时,本专利技术可作为负载sn金属和其他不同金属的硅基纳米片材料的通用范本。
25、(3)本专利技术制备的硅基负载pd/sn储氢材料可在储氢领域得到应用,还可以在氢能源的相关领域进行推广,例如燃料电池、制产氢催化剂等。
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1.一种Pd/Sn双金属修饰硅基纳米片材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种Pd/Sn双金属修饰硅基纳米片材料的制备方法,其特征在于,所述甲醇溶液体积为50~80mL。
3.根据权利要求2所述的一种Pd/Sn双金属修饰硅基纳米片材料的制备方法,其特征在于,所述CaSi2和SnCl2的质量比为1:4~6。
4.根据权利要求3所述的一种Pd/Sn双金属修饰硅基纳米片材料的制备方法,其特征在于,所述溶液A的恒温水浴条件为:50~80℃恒温反应24~36h;所述步骤S1中的真空干燥条件为:60~80℃下干燥24~36h。
5.根据权利要求1或4所述的一种Pd/Sn双金属修饰硅基纳米片材料的制备方法,其特征在于,按照Pd与Sn负载单质的质量进行计算,其中Pd占据Pd/Sn双金属修饰硅基纳米片总质量的5%~20%。
6.根据权利要求5所述的一种Pd/Sn双金属修饰硅基纳米片材料的制备方法,其特征在于,所述盐酸/乙醇溶液中盐酸为浓盐酸,且盐酸与乙醇的体积比为1:15~20;所述磁力搅拌转速为350~6
7.根据权利要求6所述的一种Pd/Sn双金属修饰硅基纳米片材料的制备方法,其特征在于,所述硼氢化钠浓度为0.04~0.06g/mL;所述硼氢化钠溶液采用蠕动泵恒速滴加,流量为100~200mL/min。
8.根据权利要求7所述的一种Pd/Sn双金属修饰硅基纳米片材料的制备方法,其特征在于,采用乙醇溶液对溶液D洗涤三次。
9.根据权利要求8所述的一种Pd/Sn双金属修饰硅基纳米片材料的制备方法,其特征在于,步骤S2中的真空干燥为60~80℃下烘干16~30h。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的Pd/Sn双金属修饰硅基纳米片材料在制备燃料电池产品、氢催化剂产品和储氢产品的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种pd/sn双金属修饰硅基纳米片材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种pd/sn双金属修饰硅基纳米片材料的制备方法,其特征在于,所述甲醇溶液体积为50~80ml。
3.根据权利要求2所述的一种pd/sn双金属修饰硅基纳米片材料的制备方法,其特征在于,所述casi2和sncl2的质量比为1:4~6。
4.根据权利要求3所述的一种pd/sn双金属修饰硅基纳米片材料的制备方法,其特征在于,所述溶液a的恒温水浴条件为:50~80℃恒温反应24~36h;所述步骤s1中的真空干燥条件为:60~80℃下干燥24~36h。
5.根据权利要求1或4所述的一种pd/sn双金属修饰硅基纳米片材料的制备方法,其特征在于,按照pd与sn负载单质的质量进行计算,其中pd占据pd/sn双金属修饰硅基纳米片总质量的5%~20%。
6.根据权利要求...
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