一种催化硼氢化钠水解制备氢气的催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种催化硼氢化钠水解制备氢气的催化剂及其制备方法。该催化剂是以氧化硅为载体，在载体上包覆一层以上金属纳米粒子构成的复合催化剂；氧化硅的颗粒直径为１００－１０００纳米；金属纳米粒子为镍或硼化镍，金属纳米粒子的直径为１０－２００纳米，质量为载体质量的５－５０％。该制备方法包括：１、制备氧化硅载体：先把适量氨水与乙醇制成混合液，再把正硅酸乙酯加入到混合液中，搅拌反应，制得氧化硅载体颗粒悬浮液；２、包覆镍或硼化镍金属纳米粒子：取１００毫升氧化硅悬浮液，加入适量金属盐溶液，搅拌混均后，加入过量还原剂反应，即得到镍或硼化镍－氧化硅催化剂悬浮液。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及催化剂技术，具体为。
技术介绍
氢 气是一种清洁和环境友好的二次能源，来源广泛。氢气可以通过天然气重整、煤 气化、生物质裂解和气化、电解和光解水、以及水解化学氢化物和硼氢化物等方法获得。天 然气重整是目前最便宜和有效的氢气制备方法，然而它要消耗天然气这种不可再生的自然 资源。虽然通过电解碱性水溶液生产氢气的方法已经商业化，但由于其能源利用效果低而 难于普遍化。高效的氢气生产可以通过光伏高分子电解质膜电解水制备，但其昂贵的价格 限制了其应用。目前，化学氢化物和硼氢化物作为氢气储存和制备原料越来越收到人们的 关注，比如，氢化锂(LiH)、四氢铝钠(NaAlH4)、硼氢化锂(LiBH4)和硼氢化钠(NaBH4)。其中 硼氢化钠(NaBH4)由于其高含氢密度、高稳定性、制备的氢气纯净和副产物可循环使用等优 点而备受欢迎。其催化水解制备氢气的化学反应方程式如下NaBH4+2H20 = NaB02+4H2, ΔΗ = 300KJ/mol根据其反应方程式计算，硼氢化钠水解制备氢气的能量密度是10. 8%重量比的氢 气，其值远高于美国能源暑CAR计划项目目标，即氢气储存系统的氢密度重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化硼氢化钠水解制备氢气的催化剂，其特征在于该催化剂是以氧化硅为载体，并在该载体上包覆一层以上金属纳米粒子构成的复合催化剂；所述氧化硅的颗粒直径为１００－１０００纳米；所述金属纳米粒子为镍或硼化镍，金属纳米粒子的直径为１０－２００纳米，包覆金属纳米粒子的质量为载体质量的５－５０％。

【技术特征摘要】
1.一种催化硼氢化钠水解制备氢气的催化剂，其特征在于该催化剂是以氧化硅为载 体，并在该载体上包覆一层以上金属纳米粒子构成的复合催化剂；所述氧化硅的颗粒直径 为100-1000纳米；所述金属纳米粒子为镍或硼化镍，金属纳米粒子的直径为10-200纳米， 包覆金属纳米粒子的质量为载体质量的5-50%。2.根据权利要求1所述的催化硼氢化钠水解制备氢气的催化剂，其特征在于所述的氧 化硅为表面改性氧化硅，所述表面改性氧化硅是指利用含有氨基、巯基、羧基或环氧基的硅 酸酯以常规缩聚方法改性普通二氧化硅得到的产物。3.根据权利要求1所述的催化硼氢化钠水解制备氢气的催化剂，其特征在于所述金属 纳米粒子中混有1-10%载体质量的银纳米粒子，或所述氧化硅载体上包覆有1-10%载体 质量的银纳米粒子层。4.根据权利要求2所述的催化硼氢化钠水解制备氢气的催化剂，其特征在于所述金 属纳米粒子中混有1-10%载体质量的银纳米粒子，或所述表面改性氧化硅载体上包覆有 1-10%载体质量的银纳米粒子层。5.一种权利要求1所述催化硼氢化钠水解制备氢气催化剂的制备方法，包括以下工艺(1)、制备氧化硅载体先把5-25毫升的氨水与175-195毫升乙醇制成混合液， 再把2-20毫升的正硅酸乙酯加入到混合液中，搅拌反应6-20小时，制得氧化硅载体颗粒悬 浮液；然后通过离心分离将悬浮液中的氧化硅载体颗粒沉淀在容器底部，去除上层液体，重 新加入蒸馏水，再超声分散底部沉淀的氧化硅载体颗粒，离心分离反复2-4次，至悬浮液pH 值为7-8 ；(2)、包覆镍或硼化镍金属纳米粒子取100毫升氧化硅悬浮液，加入10-100毫升10毫 摩尔/升的金属盐溶液，搅拌混合均勻后，加入过量还原剂反应，即得到在氧化硅载体颗粒 上包覆镍或硼化镍金属纳米粒子的镍或硼化镍-氧化硅催化剂悬浮液，或者将催化剂悬浮 液进一步离心分离，得到镍或硼化镍-氧化硅催化剂固体粉末颗粒；所述还原剂为硼氢化 纳或甲醛；所述的金属盐溶液为钼氯酸、硝酸银、氯化镍或氯化钴溶液。6.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈英波，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]