[发明专利]一种片状氧化亚铜/氧化亚钴纳米复合材料的制备方法及其在催化氨硼烷水解产氢上的应用

说明书

本发明公开了一种片状氧化亚铜/氧化亚钴纳米复合材料的制备方法，包括：(1)、将可溶性钴盐、铜盐溶于超纯水中，配置成混合盐溶液A；(2)、将表面活性剂溶于超纯水后，加入酒石酸盐配置成为B溶液；(3)、将B溶液缓慢加至A溶液混合形成C溶液，搅拌；(4)、缓慢向C溶液滴加碱溶液，继续搅拌；(5)、再转移至反应釜，120～180℃反应2～24h，过滤洗涤，收集产品，在真空烘箱40～80℃下烘干；(6)、将烘干后的粉末在200～300℃下低温煅烧0.1～5h。本发明巧妙地选用酒石酸盐作为络合剂和还原剂，采用简单的水热合成法和低温煅烧处理，成功制备出片状氧化亚铜/氧化亚钴纳米复合材料。

技术领域

本发明属于催化领域及储氢材料领域，尤其涉及一种片状氧化亚铜/氧化亚钴纳米复合材料的制备方法及其在催化氨硼烷水解产氢上的应用。

背景技术

能源需求的日益增长，煤炭和石油等传统能源过度开采和使用，引发了一系列环境问题和能源危机。寻找一种可再生的清洁能源替代传统能源已经成为当下科学研究的热点。在这样的背景下，各国相继开发和利用太阳能、氢能、风能、水能、生物能、地热能、潮汐能和核能等一系列新能源。氢能由于其燃烧热值高、产物无污染等特点受到了广泛关注。如何储氢和运输氢气是开发和利用氢能亟需解决的问题。在众多的储氢材料中，氨硼烷由于含氢量高并且释氢速率快，有较好的稳定性，环境友好等优点引起了广泛的研究。氨硼烷水解制氢在没有催化剂下反应速率及其缓慢，开发一种高效的催化剂是利用该反应制氢的关键。过去的研究发现，贵金属对氨硼烷水解制氢有非常高的催化活性，但由于价格昂贵，不利于工业化生产。近年来，非贵金属催化剂由于价格低廉，引起了研究人员的广泛兴趣。开发高效、廉价非贵金属催化剂意义重大。

Cu₂O是一种良好的可见光催化剂，无毒廉价，来源广泛。在制氢、超导体、太阳能电池及光催化方面应用广泛。CoO作为过渡金属氧化物中的一员，具有来源广泛，易于制备，物理化学性质稳定等优点，广泛应用于催化、电池等领域。

中国专利(CN108837832A)提出了一种纳米Cu₂O的制备方法，将Cu²⁺分散到乳液中，采用辐射照射的方法，制备出纳米Cu₂O，但由于反应过程使用了大量的有机溶剂，以及采用辐射照射，操作上具有一定的安全隐患；

中国专利(CN106362766A)提出了一种CoO纳米薄片的制备方法，常温下将乙酰丙酮钻和乙二醇、去离子水混合，搅拌后进行水热反应，然后冷却至室温后，清洗，接着真空干燥过夜得到具有二维晶体结构的CoO薄片，但是该方法水热反应时间较长，反应温度较高。

发明内容

本发明的目的提供一种片状氧化亚铜/氧化亚钴纳米复合材料的制备方法，本发明合成方法简单、条件温和，合成出的氧化亚铜/氧化亚钴为片状，具有分散均匀、形貌规整等优点。

本申请发明人发现将Cu₂O和CoO复合成Cu₂O-CoO复合物用于催化反应，可以产生协同催化效应，增强反应活性，因此研发一种制备过程简便、成本低廉、产品性能优良的能够应用于工业化生产Cu₂O-CoO复合物的方法是本发明致力解决的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种氧化亚铜/氧化亚钴纳米复合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)、将可溶性钴盐、铜盐溶于超纯水中，配置成混合盐溶液A；

(2)、将表面活性剂溶于超纯水后，加入具有双功能的酒石酸盐作为制备过程的络合剂和还原剂配置成为B溶液；

(3)、将B溶液缓慢加至A溶液混合形成C溶液，搅拌0～1h；

(4)、缓慢向C溶液滴加碱溶液，继续搅拌0～1h；

(5)、再转移至反应釜，120～180℃反应2～24h，过滤洗涤，收集产品，在真空烘箱40～80℃下烘干；