Co-Pr-B催化剂催化硼氢化钠水解制氢的性能

发布时间：2022-01-01 04:23

　　通过液相共还原法制备稀土元素Pr改性的Co-B催化剂,研究Co-Pr-B合金催化剂催化硼氢化钠水解制氢反应的性能;采用X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）等手段对催化剂进行表征分析;系统考察了Pr的掺杂量、水解反应温度等条件对催化制氢性能的影响。实验结果表明:稀土元素Pr的加入避免了Co-B催化剂的大规模团聚,促进纳米颗粒的分散,暴露活性位点,增强了催化剂的催化性能;当Co∶Pr=16∶4时,催化剂具有较高的活性;在反应温度为25℃时,Co-Pr-B催化剂催化硼氢化钠水解制氢速率为12 858mL/（min·g）,催化剂表现出了较高的活性;根据动力学计算可得,Co-Pr-B合金催化剂催化碱性NaBH4溶液制备氢气的反应活化能为31.78 kJ/mol。 

【文章来源】：天津工业大学学报. 2020,39(01)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

Co-B和Co-Pr-B(Co∶Pr=16∶4）催化剂粉末的XRD图

采用XPS对Co-Pr-B催化剂进行表征，结果如图2所示。由图2(a）可见，在结合能为780.8 e V和786.4 eV对应为Co2p3/2的峰，表明Co存在为金属态和氧化态，氧化态的钴可能为催化剂制备或存储过程中暴露于空气中形成[25-26]。图2(b）中在结合能为192.1 e V处对应为B1s的峰。B1s对应的结合能与B单质（187.1eV）相比产生了正向偏移，这表明合金化的Co-Pr-B催化剂中B的电子转移到金属Co的d轨道上，使金属Co富电子而B电子不足。在反应过程中，活性中心Co因富电子而排斥氧原子。因此合金化的催化剂有效地防止了活性中心在环境中被氧化。从图2(c）可得，在结合能933.7 eV处出现Pr3d5/2的主峰，表明Pr在催化剂中以Pr2O3的形式存在。

催化剂的性质由其结构决定，通过TEM对Co-B和Co-Pr-B催化剂的微观形貌进行表征。结果如图3所示。从图3(a）中可以看出，Co-B催化剂为无定型结构，颗粒间相互堆叠。从图3(b）中可以看出，随着Pr的掺杂，Co-Pr-B纳米颗粒为不规则的絮状结构，颗粒间膨松且粘连现象减轻，有利于活性位点的暴露，避免了Co-B催化剂的团聚。采用EDS对Co-Pr-B纳米催化剂的元素种类和含量进行测定，见图4。

【参考文献】：
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本文编号：3561613