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自搅拌下CoB/SiO2 催化剂催化硼氢化钠水解制氢研究

2020-03-21孙海杰陈志浩陈凌霞刘冉冉蔡文娟

无机盐工业 2020年3期
关键词:催化剂

孙海杰,陈志浩,陈凌霞,刘 聪,刘冉冉,蔡文娟

(1.郑州师范学院化学化工学院,河南郑州450044;2.中国烟草总公司郑州烟草研究院)

近年来,能源需求量日益增长,传统化石能源不但存量有限而且使用过程中带来了严重的环境污染和温室效应等问题。因此,寻找新的可再生的绿色替代能源迫在眉睫。氢气是一种新型的清洁能源,能量密度大、来源广、燃烧产物无污染,近年来备受人们的关注[1-2];并且氢气是燃料电池这种新兴的发电方式和动力源的最优燃料。 所以,如何在温和条件下快速制氢、 安全高效地储氢是急需解决的问题[3]。NaBH4水解反应是一种较好的制氢方法, 反应方程式为NaBH4+2H2O→4H2↑+NaBO2[4]。 这种制氢方式安全、高效,副产物偏硼酸钠对环境友好,没有其他气体副产物[5]。然而,硼氢化钠水解制氢需要高效的催化剂。因此,NaBH4水解制氢催化剂的研发是硼氢化钠储氢技术的关键。

当前普遍认为纳米非晶态合金CoB 催化剂应用前景较好[4],但是纳米尺度的CoB 颗粒容易团聚,而且CoB 本征磁性加剧了团聚, 使催化剂效率降低。 高比表面积的载体既可以提高活性组分的分散度,又可以弱化CoB 磁性。因此,制备负载型CoB 催化剂是硼氢化钠水解制氢的研究热点。 梁志花等[6]用化学浸渍-原位化学还原法制备了丝光沸石负载的Co-B 非晶态合金催化剂, 发现其催化硼氢化钠水解制氢反应的活化能为53.18 kJ/mol,低于纯CoB的活化能。 他们又用化学浸渍-还原法制备了沸石咪唑酯骨架材料ZIF-负载CoB 催化剂,发现在该催化剂上硼氢化钠水解制氢反应为一级反应,表观活化能为51.48 kJ/mol[7]。……

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