鎳摻雜稀土氧化物納米顆粒的制備及其分解水合肼產(chǎn)氫性能的研究.pdf

1、目前，環(huán)境和能源問題日益嚴(yán)重，氫能作為一種清潔高效的新能源而備受關(guān)注。水合肼(N2H4·H2O)是一種含氫量高，且便于存儲運輸?shù)囊后w儲氫材料，研究發(fā)現(xiàn)，水合肼在催化劑的作用下可以選擇性分解產(chǎn)生N2和H2，有利于氫能的應(yīng)用和開發(fā)。本文采用液相共還原的方法制備了用于催化分解水合肼產(chǎn)氫的鑭、釹、鐠等元素氧化物摻雜鎳的納米催化劑。該方法以鎳和稀土元素的鹽為前驅(qū)物，硼氫化鈉為還原劑，在室溫下共還原得到Ni1-x-(REO)x催化劑（REO為稀土氧

2、化物），并對制得的催化劑進行水合肼催化分解試驗。
　　(1)室溫條件下通過液相共還原方法制備出不同配比的Ni-Nd2O3納米顆粒，采用X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)、能譜分析(EDS)、X射線光電子能譜分析(XPS)對Ni-Nd2O3顆粒的形貌和組成進行表征，考察了納米顆粒對水合肼的催化分解性能。結(jié)果表明，Nd2O3會對鎳的晶體結(jié)構(gòu)和形貌產(chǎn)生影響，提高催化劑的分散程度;在70℃的條件下，Ni0.94-(Nd2O3)0.0

3、6納米催化劑具有很好的水合肼的分解性能，氫氣選擇性為99％，轉(zhuǎn)化頻率TOF值為52.17h-1，重復(fù)試驗中催化劑的催化性能基本保持不變，具有很好的穩(wěn)定性;
　　(2)室溫條件下通過液相共還原方法制備出不同配比的Ni-La2O3納米顆粒，采用XRD、TEM、EDS、XPS對Ni-La2O3顆粒的形貌和組成進行表征，并考察了納米顆粒對水合肼的催化分解性能。研究發(fā)現(xiàn)，La2O3會對鎳的晶體結(jié)構(gòu)和形貌產(chǎn)生影響，可以有效減小納米顆粒的顆粒粒

4、徑;在70℃的條件下，Ni0.8-(La2O3)0.2納米催化劑具有最佳的水合肼分解性能，氫氣選擇性為95％，轉(zhuǎn)化頻率TOF值為61.76h-1，7次重復(fù)催化試驗的結(jié)果表明該催化劑具有較高的穩(wěn)定性;
　　(3)堿性環(huán)境可以提高水合肼分解反應(yīng)的選擇性。對反應(yīng)體系中NaOH的濃度進行考察，研究發(fā)現(xiàn)，在反應(yīng)體系中加入NaOH溶液可以提高水合肼分解反應(yīng)的H2選擇性，且隨著NaOH濃度的增加，催化反應(yīng)的H2選擇性逐漸升高，當(dāng)NaOH濃度增大