改性钴基催化剂催化硼氢化钠水解制氢性能的研究

发布时间：2025-04-18 01:28

　　氢能作为一种可持续发展的新型清洁能源,受到了世界各国的欢迎,并大力开发和研究。NaBH₄理论储氢量可达10.8%,产气纯度高,且副产物可回收对环境无污染是一种理想的储氢材料。利用催化剂高效地催化硼氢化钠水解制氢具有光明的前景。因此催化剂的选择和制备是NaBH₄制氢反应的关键。本文通过液相共还原法制备的稀土元素Pr改性的Co-B催化剂为无定形的非晶态合金结构。适量稀土元素Pr的掺杂有效提高了催化剂的非晶度和分散度。在Co:Pr=16:4时制备的催化剂达到最优催化效果,氯化钴最适合作为合成催化剂的钴源。Co-Pr-B纳米颗粒呈不规则的絮状,基本属于介孔材料,比表面积为63.512m²/g。Co-Pr-B催化剂的性能测试中,当反应液组成为含5%的Na OH和7%NaBH₄的溶液时制氢效果最佳。随着反应温度的升高,催化剂催化硼氢化钠水解制氢速率不断增加,在25℃时Co-Pr-B催化剂催化硼氢化钠水解制氢速率为10714.3 m L·min^-1·g^-1。通过阿伦尼乌斯...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1Cox-Pr(2-x)-B催化剂制备简易流程图

第二章实验部分15伴有大量气泡产生，持续搅拌直至气泡逐渐消失。黑色悬浮液即为Co1.6-Pr0.4-B催化剂，所得悬浮液进行离心洗涤，60℃真空干燥后用于催化剂的表征分析和性能测试。其它摩尔配比的催化剂与Co1.6-Pr0.4-B催化剂制备过程相同。图2-1为Cox-Pr(2-x....

图2-2催化实验装置简图：①恒温磁力搅拌水浴锅②直型量气管③升降台+试剂瓶Fig.2-2Catalyticexperimentalequipmentdiagram:①constantmagneticstirringwaterbath1②③

第二章实验部分17300℃下脱气3h，达到稳定真空度。采用BET法计算比表面积，用BJH法计算孔径分布。2.4催化剂的性能测试与评价2.4.1催化剂的性能测试催化剂催化硼氢化钠水解制氢的性能测试在自行组建的如图2-2所示的装置中进行，利用排水法计量催化反应中产生的氢气体积。向10....

图3-1Co-B和Co1.6-Pr0.4-B催化剂粉末的XRD图

天津工业大学硕士学位论文20掺杂稀土元素Pr后，Pr2O3会干扰Co的晶体状态，非晶态结构具有较多的表面缺陷，存在着晶态合金中没有的活性中心，这种缺陷使周围的原子有较高的能量，催化剂性能测试中Co1.6-Pr0.4-B催化剂表现出最优的催化性能。图3-1Co-B和Co1.6-Pr....

图3-2（a）Co-B催化剂的TEM图；（b）Co1.6-Pr0.4-B催化剂的TEM图；（c）Co1.6-Pr0.4-B催化剂的HRTEM图

第三章Co-Pr-B催化剂的制备及催化硼氢化钠水解制氢性能的研究21图3-2（a）Co-B催化剂的TEM图；（b）Co1.6-Pr0.4-B催化剂的TEM图；（c）Co1.6-Pr0.4-B催化剂的HRTEM图Fig.3-2(a)TEMimageofCo-Bcatalyst;(b....

本文编号：4040306