[发明专利]一种低温制氢催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种低温制氢催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取洁净的具有高电阻率的泡沫金属板；

2)制备负载Mn和Co的泡沫金属板；

3)在所述负载Mn和Co的泡沫金属板上原位生长纳米碳成分，得到待纯化催化剂材料，其中，Mn和Co分散在纳米碳成分的表面，纳米碳成分负载在泡沫金属板上；

4)将所述的待纯化催化剂材料进行纯化，得到所述的低温制氢催化剂。

2.根据权利要求1所述的低温制氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2)包括以下步骤：

2a)将步骤1)得到的所述泡沫金属板在Mn盐和Co盐的混合液中进行浸渍；

2b)将浸渍后的材料进行疏孔；

2c)将疏孔后的材料依次进行干燥、煅烧和还原以进行活化，得到负载Mn和Co的泡沫金属板。

3.根据权利要求2所述的低温制氢催化剂的制备方法，其特征在于：

步骤2a)中，Mn盐选自醋酸锰、硝酸锰或氯化亚锰中的任意一种；Co盐选自硝酸钴或氯化钴中的任意一种；Mn和Co的总的摩尔浓度为0.01～0.5mol/L；在超声波条件下进行浸渍，浸渍时间为1～2小时；

步骤2c)中，在空气条件下煅烧，煅烧温度为500℃～700℃，煅烧时间为1～3小时；在还原气气氛下还原，还原温度为500℃～700℃，还原时间为1～3小时。

4.根据权利要求1所述的低温制氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3)包括以下步骤：将负载Mn和Co的泡沫金属板在含碳气体、还原性气体、平衡气体的混合气体气氛中加热反应，得到所述的待纯化催化剂材料，反应温度为500℃～700℃，反应时间为1～3小时。

5.根据权利要求4所述的低温制氢催化剂的制备方法，其特征在于：含碳气体选自乙烯或乙炔等；还原性气体选自H₂或CO等；平衡气体选自氮气或氩气。

6.根据权利要求1所述的低温制氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤4)包括以下步骤：将待纯化催化剂材料通电加热至450℃～650℃，然后在水蒸气和氩气的混合气氛下反应，氧化去除材料表面的无定形碳，混合气氛中水蒸气的体积浓度为5％～40％。

7.根据权利要求1至6任一所述的低温制氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述低温制氢催化剂中，纳米碳成分与泡沫金属板的重量比为(0.1-0.5):1；Mn和Co的总质量与泡沫金属板的重量比为(0.05-0.5):1。

8.一种根据权利要求1至7任一所述的制备方法制备得到的低温制氢催化剂。

9.一种根据权利要求8所述的催化剂的应用，其特征在于：用于制氢。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：向所述催化剂通电，控制其温度达到100℃～150℃，并通入摩尔比为(0.3～1):1的甲醇和水的混合蒸汽，催化制氢。