[发明专利]一种新型钴配合物晶体材料制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种钴配合物晶体材料，由六水合硝酸钴，2,4,6‑三(4‑羧基苯基)‑1,3,5‑三嗪和1,10‑邻菲罗啉通过溶剂热法反应后经过滤，干燥制得。其表面积5.2 m² g^‑1，孔径主要分布在2.7~10nm。其制备方法包括以下步骤：1）反应液的配制；2）钴配合物晶体材料的制备。作为催化LiBH₄‑2LiNH₂体系应用，在205℃的条件下，LiBH₄‑2LiNH₂体系释放出9.0~10.1wt%氢气，占总放氢量（10.4%wt）的90~98%。本发明制备材料新颖，具有优良的催化性能，在制备新能源领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及光催化领域，具体涉及一种钴配合物晶体材料及其制备方法和应用。

背景技术

化石能源是不可再生的能源，随着世界人口的不断增加，人类对化石能源的开发利用越来越多，这必将导致化石能源的枯竭，同时，化石燃料燃烧产生大量的温室气体（CO₂）和有害气体（SO₂,NO_X等），造成全球变暖、大气污染等一系列的环境问题。因此，寻求一种可再生的绿色新型能源已刻不容缓。而氢气来源丰富，能量密度高，燃烧产物清洁而受到人们的关注，被认为是最具有潜力的替代能源。开发和利用氢能是一项系统工程，其中最基本的四个环节主要包括制氢、储氢、氢气的运输和使用，然而缺乏合理的储氢技术已成为限制氢能利用走向规模化、实用化的瓶颈。开发安全、经济和高效的储氢技术是氢能大规模应用的关键。近年来，Li-B-N-H储氢材料因其高的储氢容量而备受关注，但其高的放氢温度和差的吸氢可逆性严重阻碍了其实用化进程。因此，合成出在较低的温度下可以使Li-B-N-H体系放氢，同时结构和性能都稳定的新型催化剂成为催化储氢的研究的热点。

现有技术浙江理工大学张喻用MOF-74-Co催化LiBH₄- 2LiNH₂体系放氢时，添加5%，MOF-74-Co作为催化剂催化LiBH₄- 2LiNH₂放氢时，LiBH₄- 2LiNH₂-5%MOF-74-Co，在200℃条件下，体系放出9.0wt%的氢气，占总放氢量的87%[张喻,Co基催化剂对Li-B-N-H复合体系储氢性能的影响极其机理[D]].浙江，浙江大学，2014]。

羧酸类配体由于其多变的配位模式和较强的配位能力，在配位化学中扮演着重要的角色。构筑结构多样的新型金属羧酸配位聚合物可以广泛应用在气体存储、分离、催化、传感、生物等领域。因此，在样品制备方面，金属羧酸配位聚合物展现了巨大的优势和潜在的应用。

发明内容

本发明目的是针对Li-B-N-H储氢材料放氢温度较高等问题，提供一种钴配合物晶体材料制备方法，利用金属有机框架化合物自身具有特性，通过溶剂热法合成新型材料，在催化反应的过程中，钴配合物晶体材料被还原成Co，并且均匀的分散在体系中，充分的和LiBH₄- 2LiNH₂接触使得体系LiBH₄- 2LiNH₂的活化能降低，放氢动力学能垒的降低必然会使得体系的放氢温度降低。因此，钴配合物晶体材料的添加对LiBH₄- 2LiNH₂放氢温度有促进的作用。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种钴配合物晶体材料，由六水合硝酸钴，2,4,6-三(4-羧基苯基)-1,3,5-三嗪和1,10-邻菲罗啉通过溶剂热法反应后经过滤，干燥得到钴配合物晶体材料，所述钴配合物晶体材料有晶体结构，其表面积5.2 m² g^-1，孔径主要分布在2.7~10 nm。

一种钴配合物晶体材料制备方法，包括以下步骤：