硼氫化鈉水解制氫催化劑的研究.pdf

1、隨著世界能源和環(huán)境問題的加劇,氫能作為一種新型能源,受到越來越多的關(guān)注。與眾多制氫技術(shù)相比,硼氫化鈉水解制氫技術(shù)可方便、實用、高效地獲得高純氫氣,是質(zhì)子交換膜燃料電池的最佳氫源之一。目前,貴金屬催化劑的研究較多,但貴金屬價格昂貴,不利于實際應(yīng)用,所以本論文主要對非貴金屬催化劑催化硼氫化鈉水解制氫技術(shù)進(jìn)行了研究,研究內(nèi)容包括Raney金屬催化劑及泡沫鎳負(fù)載的非晶態(tài)合金催化劑催化硼氫化鈉水解制氫。
　　 本論文考察了鈷鋁合金及不同的

2、鎳鋁合金制備的Raney金屬催化劑對硼氫化鈉水解制氫的影響,考察了合金的浸溶活化條件以及添加不同金屬助劑對催化劑活性的影響。通過XRD、BET、XRF、H2-TPD等方法對Raney金屬催化劑的體相及表面孔結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成以及表面吸附氫性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的考察研究,并嘗試將催化劑的各種表征結(jié)果與催化制氫活性和效果進(jìn)行關(guān)聯(lián),以便制取最佳制氫催化劑。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),Raney Co的比表面積比Raney Ni的比表面積小,但是Raney Co的活性

3、卻比Raney Ni的活性高,這與金屬鈷和金屬鎳的本質(zhì)性質(zhì)以及Raney Co和Raney Ni的表面吸附氫性質(zhì)有關(guān)。
　　 本論文用化學(xué)還原法制備了非晶態(tài)Co-B、Co-P-B催化劑,通過XRD、TEM、XPS、DSC、TPR等表征手段進(jìn)行分析,考察了不同制備條件對催化劑性質(zhì)及催化活性的影響。Co-B粉末和Co-P-B粉末的顆粒大小為20-60nm,呈現(xiàn)棉絮狀結(jié)構(gòu),焙燒溫度300℃左右二者開始晶化。另外,本文將Co-P-B負(fù)載

4、在泡沫鎳上制備了負(fù)載型催化劑,并用SEM-EDS進(jìn)行表征分析,觀察其表面形貌,發(fā)現(xiàn)Co-P-B/泡沫鎳在硼氫化鈉水解反應(yīng)中具有比Co-B/泡沫鎳更好的制氫活性和穩(wěn)定性。
　　 論文還對硼氫化鈉的水解反應(yīng)動力學(xué)進(jìn)行了初步研究,考察了硼氫化鈉濃度、氫氧化鈉濃度以及反應(yīng)溫度對硼氫化鈉催化水解制氫速率的影響。發(fā)現(xiàn)硼氫化鈉濃度較低時,硼氫化鈉水解反應(yīng)近似為一級反應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)溶液體系中硼氫化鈉濃度為5mol·L-1、氫氧化鈉濃度為1.5mol