介孔SBA-15负载金属磷化物材料的制备与催化硼氢化钠和氨硼烷释氢性能的研究

发布时间：2022-08-10 09:06

　　随着石油、天然气、煤炭化石燃料等不可再生自然资源的日渐匮乏,并且在使用这些能源时不可避免的会产生大量有毒害排放物,造成环境污染,因此,人类急需找到一种清洁绿色的新能源来解决这一问题。氢气作为二次能源,具有高能量密度和燃烧热值,并且燃烧氧化后产物为水,干净无污染,被认为是最清洁的能源。在化学储氢材料中氨硼烷和硼氢化钠由于具有较高的含氢量、高效安全和环境友好等优点引起了研究工作者的广泛关注。在催化化学储氢材料氨硼烷和硼氢化钠水解释氢过程中,寻找一种高效稳定并符合经济性的催化剂至关重要。本论文选取金属磷化物为催化剂的反应活性物质,并将金属磷化物负载在介孔球形材料SBA-15上以增加催化剂的分散性并减少团聚作用进而提高催化效果。本文的研究内容如下:（1）在盐酸的酸性溶液中,以非离子型双亲性的P123(聚乙烯醚-聚丙烯醚-聚乙烯醚三嵌段共聚物,分子式为（EO）₂₀（PO）₇₀（EO）₂₀)表面活性剂作为合成中的模板剂和作为硅来源的正硅酸四乙酯（TEOS）,通过水热合成法和煅烧退火过程制备出具有球形有序介孔SBA-15的材料。球形的... 

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 氢能
    1.3 氢能的储存方式
    1.4 化学储氢材料
        1.4.1 氨硼烷
        1.4.2 硼氢化钠
        1.4.3 水合肼
        1.4.4 甲酸
    1.5 氨硼烷水解释氢的机理及催化剂
        1.5.1 贵金属催化剂
        1.5.2 非贵金属催化剂
        1.5.3 贵金属和非贵金属协同催化剂
    1.6 硼氢化钠水解释氢的机理及催化剂
        1.6.1 贵金属催化剂
        1.6.2 非贵金属催化剂
    1.7 金属磷化物
        1.7.1 金属磷化物的制备方法
    1.8 本课题的研究意义和主要内容
第2章 实验部分
    2.1 实验试剂
    2.2 实验仪器
    2.3 材料的表征手段
        2.3.1 XRD分析测试
        2.3.2 SEM和EDX分析测试
        2.3.3 TEM分析测试
        2.3.4 ICP分析测试
    2.4 实验装置
    2.5 催化剂的制备
        2.5.1 球形介孔材料SBA-15的合成
        2.5.2 NiCo_2O_4@SBA-15的合成
        2.5.3 Co_3O_4@SBA-15的合成
        2.5.4 NiCoP@SBA-15的合成
        2.5.5 Co_2P@SBA-15的合成
        2.5.6 InP材料的合成
        2.5.7 GaP材料的合成
    2.6 样品的表征
        2.6.1 XRD
        2.6.2 SEM
        2.6.3 EDX
        2.6.4 TEM
        2.6.5 ICP
第3章 负载型金属磷化物催化硼氢化钠水解释氢研究
    3.1 不同催化剂对催化NaBH_4水解释氢的效果比较
    3.2 催化剂NiCoP@SBA-15催化NaBH_4水解释氢
        3.2.1 不同用量的催化剂NiCoP@SBA-15对SB水解释氢的影响
        3.2.2 不同底物NaBH_4浓度对水解释氢过程的影响
        3.2.3 不同浓度的NaOH对SB水解释氢的影响
        3.2.4 不同温度对SB水解释氢的影响
        3.2.5 催化剂NiCoP@SBA-15循环性能效果测试
    3.3 本章小结
第4章 负载型金属磷化物催化氨硼烷水解释氢研究
    4.1 催化剂NiCoP@SBA-15催化NH_3BH_3水解释氢
        4.1.1 是否负载在SBA-15上的催化剂对催化AB水解释氢的影响
        4.1.2 不同用量的催化剂NiCoP@SBA-15对AB水解释氢的影响
        4.1.3 不同底物NH_3BH_3浓度对水解释氢过程的影响
        4.1.4 不同浓度的NaOH对AB水解释氢的影响
        4.1.5 不同温度对AB水解释氢的影响
        4.1.6 催化剂NiCoP@SBA-15循环性能效果测试
        4.1.7 回收的NiCoP@SBA-15粒子的XRD
        4.1.8 不同催化剂催化AB水解释氢的TOF值比较
    4.2 催化剂Co_2P@SBA-15催化NH_3BH_3水解释氢
        4.2.1 不同用量的催化剂Co_2P@SBA-15对AB水解释氢的影响
        4.2.2 不同底物NH_3BH_3浓度对水解释氢过程的影响
        4.2.3 不同浓度的NaOH对AB水解释氢的影响
        4.2.4 不同温度对AB水解释氢的影响
        4.2.5 催化剂Co_2P@SBA-15循环性能效果测试
    4.3 本章小结
第5章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文和科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Ni基催化剂催化水合肼分解制氢的研究进展[J]. 董永利,赵继全.  石油化工. 2018(08)
[2]氨硼烷热分解放氢的研究进展[J]. 马建丽,张晓霞,曹海燕,王晓阳.  化工新型材料. 2016(05)
[3]温和条件下水合肼催化分解制氢研究进展[J]. 贺雷,黄延强,王爱琴,王晓东,张涛.  化工进展. 2014(11)
[4]氨硼烷:一种高性能化学储氢材料[J]. 李慧珍,王芃远,陈学年.  科学通报. 2014(19)
[5]CoB/C催化硼氢化钠水解制氢的性能[J]. 蔡凡,沈晓晨,戴敏,高鸣,王志斌,赵斌,丁维平.  无机化学学报. 2013(04)
[6]氨基络合物制备氨硼烷及放氢性能研究[J]. 邹少爽,陶占良,陈军.  化学学报. 2011(18)
[7]氢能源发展研究现状[J]. 贾同国,王银山,李志伟.  节能技术. 2011(03)
[8]制氢技术研究进展及在燃料电池中的应用前景[J]. 周洁,郑颖平,谢吉虹.  化工时刊. 2007(05)
[9]水热法制备磁性材料粉体的研究进展[J]. 彭龙,徐光亮,刘莉.  磁性材料及器件. 2005(03)
[10]金属氧化物纳米微粒的制备研究进展[J]. 徐甲强,陈玉萍,王焕新.  郑州轻工业学院学报. 2004(01)



本文编号：3673356