[发明专利]一种提高纳米铝水解放氢量的催化剂制备方法及催化剂

说明书

本发明公开了一种提高纳米铝水解放氢量的催化剂制备方法，包括：步骤1，制备混合石墨烯；步骤2，将氯化钴与混合石墨烯按比例混合并在行星式球磨机中进行球磨得到石墨烯支撑氯化钴；步骤3，将所述石墨烯支撑氯化钴与硼氢化钠球磨混合；步骤4，将步骤3得到的粉体加入到氢氧化钠的水溶液中，在25‑30℃条件下进行水解反应1‑10min，反应产物过滤后在真空干燥箱中进行干燥，干燥温度为室温，干燥时间为24‑36h，得到混合石墨烯负载的Co‑B催化剂。本发明通过制备混合石墨烯后制备催化剂，使得在进行水解放氢时能够在提高放氢量的同时改善放氢速率，在提升反应速率的同时增强反应可控性。

技术领域

本发明属于储氢材料领域，具体涉及一种提高纳米铝水解放氢量的催化剂制备方法及催化剂。

背景技术

金属铝在地壳中的含量非常丰富，大约占地壳总重量的7.45％。金属铝因其3S23P1的电层结构导致具有较为活泼的化学性质。它的腐蚀电位为-1.662V，在水中可以发生自腐蚀反应。活泼金属钠、镁、铁等与水反应的理论放氢含量分别为4.34％、8.3％和3.57％。而铝水反应的放氢量为11.1％，均高于钠、镁、铁等活泼金属。与此同时，铝与水的反应为放热反应可以自发进行，生成的Al(OH)₃可以循环回收重新制得Al单质。因此可见Al水解制氢具有成本低、环保等优点，具有较好的发展前景。

多年来，学者们对于金属铝水解制氢进行了广泛而深入的研究。铝水解反应过程中，会随着反应的进行在Al表面产生一层氧化膜，这层氧化膜会阻碍金属铝继续反应。通过研究，学者们归纳了五种方法来破除氧化膜从而达到加快铝水反应速率的目的。这五种方法分别是：通过OH-去除氧化膜、铝和金属氧化物复合、铝和无机盐复合、铝和其他金属形成合金以及铝和氢化物复合。

然而，上述方法虽然可以在一定程度上改善水解制氢性能，但其制氢效率仍然较低。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种提高纳米铝水解放氢量的催化剂制备方法及催化剂。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种提高纳米铝水解放氢量的催化剂制备方法，包括：

步骤1，制备混合石墨烯；

步骤2，将氯化钴与混合石墨烯按比例混合并在行星式球磨机中进行球磨得到石墨烯支撑氯化钴；

步骤3，将所述石墨烯支撑氯化钴与硼氢化钠球磨混合；

步骤4，将步骤3得到的粉体加入到氢氧化钠的水溶液中，在25-30℃条件下进行水解反应1-10min，反应产物过滤后在真空干燥箱中进行干燥，干燥温度为室温，干燥时间为24-36h，得到混合石墨烯负载的Co-B催化剂。

在一个具体实施方式中，所述步骤1包括：

A、将氯化钴样本平均分成三份，分别与相同质量的一维石墨烯、二维石墨烯、三维石墨烯进行混合，得到第一样本、第二样本、第三样本；

B、将所述第一样本、所述第二样本、所述第三样本在行星式球磨机中进行球磨；

C、将球磨后的第一样本粉体、第二样本粉体、第三样本粉体分别与硼氢化钠球磨混合得到第一混合样本粉体、第二混合样本粉体、第三混合样本粉体；

D、将步骤C得到的粉体分别加入到氢氧化钠的水溶液中，在25-30℃条件下进行水解反应1-10min，反应产物过滤后在真空干燥箱中进行干燥，干燥温度为室温，干燥时间为24-36h，得到一维石墨烯负载的Co-B催化剂样本、二维石墨烯负载的Co-B催化剂样本、三维石墨烯负载的Co-B催化剂样本；