[发明专利]一种分级结构硼氢化钠产氢催化剂及其制备方法和应用

说明书

一种分级结构硼氢化钠产氢催化剂及其制备方法和应用，属于催化剂技术领域。本发明分级结构硼氢化钠产氢催化剂的化学式为(Cosubgt;x/subgt;Nisubgt;1‑x/subgt;)(OH)subgt;2/subgt;@Cosubgt;y/subgt;Nisubgt;1‑y/subgt;P@Ni，x为摩尔比0.02～0.98，y为摩尔比0.02～0.98，x＝y。Cosubgt;y/subgt;Nisubgt;1‑y/subgt;P为球形颗粒状，分布于Ni的表面，(Cosubgt;x/subgt;Nisubgt;1‑x/subgt;)(OH)subgt;2/subgt;为网状，均匀分布于Cosubgt;y/subgt;Nisubgt;1‑y/subgt;P的表面。本发明分级结构硼氢化钠产氢催化剂具有高比表面积且稳定的结构，在硼氢化钠水解产氢过程中具有较高的催化活性。该分级结构硼氢化钠产氢催化剂具有高催化活性，在催化产氢过程中可以多次重复使用，并且该制备方法操作简单，易于实施。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种分级结构硼氢化钠产氢催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

硼氢化钠含氢量高，且水解产氢纯度高，无杂质，是一种制备高纯度氢气的理想材料。然而，促进硼氢化钠的水解需要高效催化剂。可用于高效水解产氢催化剂的材料主要有酸、过渡金属(合金)、过渡金属化合物等。其中酸的使用会对设备造成腐蚀，增加设备成本，因而，过渡金属(合金)和过渡金属化合物常被认为是具有发展前景的催化剂材料。

过渡金属材料中贵金属材料催化活性高，且催化剂稳定性好，但是成本过高。因此非贵金属催化剂材料的开发引起了科研工作者的广泛重视。公开号为CN108906058的发明专利公开了一种非贵金属催化剂，该催化剂的活性成分为纳米钴颗粒，具有很高的催化活性。然而，负载于石墨烯、碳球与二氧化硅微球表面的纳米钴颗粒在催化反应过程中受到所产生的氢气的冲击作用，且钴颗粒具有高比表面能，导致钴颗粒容易发生团聚，影响其催化性能。因此，构建稳定的催化剂结构在稳定催化剂的制备过程中尤为重要。现有技术中Rugae-like Ni₂P-CoP nanoarrays as a bi-functional catalyst for hydrogengeneration:NaBH₄ hydrolysis and water reduction(Applied Catalysis B:Environmental,2020,265:118584)公开了采用两步电沉积与后续磷化处理制备了褶皱型Ni₂P-CoP化合物，在碱性电解质中表现出良好的催化活性与重复利用性。然而，所采用的的方法较为复杂，控制困难。综上所述，采用简易方法制备结构稳定的非贵金属硼氢化钠产氢催化剂尤为重要。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种分级结构硼氢化钠产氢催化剂及其制备方法和应用。该分级结构硼氢化钠产氢催化剂既因为比表面积大而具有高催化活性，又因为具有稳定结构而在催化产氢过程中可以多次重复使用，并且该制备方法操作简单，易于实施。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种分级结构硼氢化钠产氢催化剂，其特征在于所述产氢催化剂的化学式为(Co_xNi_1-x)(OH)₂@Co_yNi_1-yP@Ni，所述x为摩尔比0.02～0.98，y为摩尔比0.02～0.98，所述x＝y。

所述的一种分级结构硼氢化钠产氢催化剂，其特征在于所述Co_yNi_1-yP为球形颗粒状，分布于Ni的表面，所述(Co_xNi_1-x)(OH)₂为网状，均匀分布于Co_yNi_1-yP的表面。

所述的一种分级结构硼氢化钠产氢催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：