程　军，邹勇进，向翠丽，郑良军，孙立贤，徐　芬，刘淑生

(桂林电子科技大学 广西信息材料重点实验室，材料科学与工程学院，广西 桂林 541004)



纳米多孔Co-Ni-B/Cu-BTC复合材料的制备及其催化水解氨硼烷的研究*

程军，邹勇进，向翠丽，郑良军，孙立贤，徐芬，刘淑生

(桂林电子科技大学 广西信息材料重点实验室，材料科学与工程学院，广西 桂林 541004)

摘要：首次通过化学还原法制备了纳米多孔Co-Ni-B/Cu-BTC复合材料，在Co-Ni-B合金中掺入金属框架化合物Cu-BTC后有效地提高了复合材料的比表面积，其形貌由团聚的纳米粒子变成纳米多孔结构，复合材料的催化性能也得到显著的提高，用于催化氨硼烷的水解，表现出良好的催化活性。在30 ℃时，催化水解氨硼烷制氢的反应速率到达2 670mL/(min·g)，其水解反应的活化能为22.4kJ/mol，与文献相比，表现出较大的优势。所制备的复合材料还具有良好的化学稳定性，表现出重要的应用前景。

关键词：Co-Ni-B/Cu-BTC；催化水解；复合材料；氨硼烷

0引言

氢能作为洁净的二次能源，近年来受到广泛的关注。然而，氢的储存与制备技术仍然是制约氢能商业化应用的关键技术。相比于高压气瓶储氢和低温液化储氢，固态材料储氢在操作安全性、能源效率及储氢容量方面均具有显著优势，被认为是最具发展前景的储氢方式。固态储氢材料历经数10年发展，已形成金属氢化物、配位金属氢化物、氨基化合物、物理吸附剂等多个可逆储氢材料分支。但研究表明，已知可逆储氢材料在温和操作温度(<85 ℃)下的储氢容量仅为1%～3%(质量分数)，远低于车载氢源的应用需求(≥6.5%(质量分数))。近年来，高容量化学氢化物日渐成为新兴的研究热点，在其带动下，储氢材料领域呈现出可逆/非可逆储氢材料并行发展的研究格局。不同于可逆储氢材料，化学氢化物在完成放氢后，需通过集中式化工过程完成氢化物再生，其分离处理放氢/吸氢环节的技术特点和优异的近室温可控放氢性能为研发实用型移动氢源系统提供了新的广阔研究空间。在众多的化学氢化物储氢材料中，氨硼烷(NH3BH3，AB)水解制氢近年来受到广泛关注，其理论储氢密度可以达到19.6%(质量分数)，而且可以在室温条件下实现氢气的可控释放，不会对环境造成污染[1-3]。在一般条件下，氨硼烷易溶于水，纯的氨硼烷在水中也很稳定，实现燃料液于室温条件下的安全贮存，而加入催化剂则可显著加速水解反应。因此，可以通过控制催化剂与氨硼烷燃料液的接触与分离实现即时按需制氢。围绕氨硼烷催化水解可控制氢技术，各国的科研工作者开展了大量研究[4-6]。

但氨硼烷的水解反应受到催化剂的制约，研究表明，Pt、Ru、Rh、Ir、Pd等贵金属及其合金能够有效地催化氨硼烷水解放氢[7]。……