室溫化學鍍鎳基稀土(Gd、La、Ce)合金及在NaBH4產(chǎn)氫中的應用.pdf

1、近年來研究表明鎳基合金在有機合成、催化產(chǎn)氫等領域不僅表現(xiàn)了良好的催化性能，同時還可以發(fā)生自催化在材料表面快速形成一個均勻的鍍層，且能誘導電位較負的稀土沉積，得到具有較好結(jié)合力和特殊性能的鎳基稀土合金膜。國內(nèi)外科學家在水體系中利用化學鍍的方法制備了一些鎳基稀土合金材料，雖然水的廣泛溶解性很大程度上促進了化學鍍技術(shù)的發(fā)展，但同時也給化學鍍帶來了許多新的問題：水體系化學鍍溫度高；對基體材料要求苛刻；鍍液重復利用率低，污染大等。
　　氫氣

2、是一種非常有前途的可再生清潔能源，將氫能和其它可再生能源結(jié)合在一起，將會形成一個完全可再生的新型能源系統(tǒng)，能夠有效解決人類社會由于目前的不合理能源消費模式帶來的諸多問題。NaBH4催化水解制氫是一種方便、實用、且能有效制備高純度氫氣的氫氣發(fā)生技術(shù)。但是，目前研究者所普遍采用的硼氫化鈉水解發(fā)生氫的技術(shù)路線，即NaBH4堿性水溶液通過載有Pt、Ru等活性物質(zhì)的催化劑發(fā)生水解反應產(chǎn)生H2，還存在著很多的問題，例如使用貴重金屬催化劑，催化劑在使

3、用過程中遭到破壞，壽命短等問題，使得此種方法的實際應用受到了極大的限制。
　　本文在對國內(nèi)外NaBH4溶液水解制氫反應催化劑的研究進展全面綜述的基礎上，利用室溫非水化學鍍的方法制備了鎳基稀土合金催化劑，并研究了鎳基稀土合金應用于NaBH4水解產(chǎn)氫的研究。本文的主要研究內(nèi)容包括以下三個部分的內(nèi)容：
　　論文的第一部分針對室溫化學鍍鎳基稀土合金工藝和配方的研究，優(yōu)選了室溫化學鍍Ni-B合金的工藝，并獲得了化學鍍的最佳配方。通過向

4、化學鍍鍍液中添加Gd(NO3)3制備了Gd-Ni-B合金，同時還研究Gd添加對合金組成、結(jié)構(gòu)、形貌和磁性的影響。
　　其次，論文以乙醇為化學鍍?nèi)軇琍dCl2乙醇膠體溶液為活化劑，F(xiàn)e3O4為模板制備了高性能、磁性La-Ni-B/Fe3O4催化劑。利用SEM、EDS、TEM、XPS分別對催化劑的形貌、成分進行表征。通過對磁性La-Ni-B/Fe3O4催化劑水解堿性NaBH4產(chǎn)氫性能，高壓產(chǎn)氫實驗和循環(huán)實驗研究。發(fā)現(xiàn)這種催化劑不僅具

5、有較高的催化活性，而且可實現(xiàn)催化劑和溶液的快速分離及重復利用。
　　論文的第三部分以電化學制備ZnO納米棒為模板，利用室溫化學鍍技術(shù)設計和制備了多孔納米管Ce-Ni-B催化劑，通過EDS、XPS、TEM等儀器對催化劑進行了表征，同時還研究了氫氧化鈉濃度，硼氫化鈉濃度等條件對催化性能的影響。結(jié)果表明：Ce的加入有效的改善了催化劑的鍍層形貌，使得催化劑表面變得更加光滑；催化劑在10wt.％NaBH4和2wt.%NaOH的溶液中具有最高