NaBH-,4-溶液水解產(chǎn)氫催化劑的研究.pdf

1、氫氣作為一種清潔能源在化學工業(yè)中的應用十分廣泛，為了克服未來的能源缺乏和環(huán)境問題，大力發(fā)展利用氫能的技術很重要。燃料電池是一種清潔高效的電化學的發(fā)電裝置，它的最佳燃料為氫氣，利用氫作為載能體，采用燃料電池技術將氫與大氣中的氧轉化為各種用途的電能是未來能源技術發(fā)展的方向。但是，用氫氣作燃料電池的燃料也存在許多困難，主要是缺乏便捷、直接的供氫方法和安全、高效、經(jīng)濟、輕便的儲氫技術。因此，找到安全儲存氫氣的方法是發(fā)展氫能汽車和輕便電源技術的關

2、鍵。 NaBH4催化水解制氫是一種方便、實用、且能有效制備高純度氫氣的氫氣發(fā)生技術。這一方法的優(yōu)點在于氫的生成速度容易控制；制得的氫氣純度高，不需要純化過程，可直接作為燃料電池的燃料；催化劑可以循環(huán)使用；NaBH4水解后產(chǎn)生的副產(chǎn)物NaBO2無污染且可以回收循環(huán)使用。但是，目前研究者所普遍采用的硼氫化鈉水解發(fā)生氫的技術路線，即NaBH4堿性水溶液通過載有Pt、Ru等活性物質的催化劑發(fā)生水解反應產(chǎn)生H2，還存在著很多的問題，例如使

3、用貴重金屬催化劑，催化劑在使用過程中遭到破壞，壽命短等，使得此種方法的實際應用受到了極大的限制。 本文在對國內外NaBH4溶液水解制氫反應催化劑的研究進展進行全面綜述的基礎上，以摻雜金屬元素來提高Co-B催化劑的催化性能為研究目標，采用XRD、SEM、BET以及催化水解反應速率測試等手段，比較系統(tǒng)的研究了通過化學摻雜制備的Co-Mn-B，Co-Cu-B和Co-Mg-B催化劑的成分、結構及水解反應條件(NaOH濃度、反應溫度)對其

4、催化水解性能的影響規(guī)律與機制。結果表明，摻雜的過渡族金屬元素Mn，Cu以及堿土金屬Mg三種非貴金屬均對Co-B催化劑催化硼氫化鈉的水解反應有較好的促進作用，其中Cu元素最佳，Mg元素次之，Mn元素最差。本文還分析了NaBH4堿性溶液的最佳配比和反應溫度對催化劑性能影響的機理。在室溫20度，20wt％的NaBH4和5wt％的NaOH混合溶液中，400度煅燒的Co/Cu比例為3：1的催化劑的產(chǎn)氫速率可超過4L/min·g。通過計算，在20度