本申請屬于催化劑，具體涉及一種ni-moox/hto納米催化劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、氫氣作為一種極具應(yīng)用前景的能量載體，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于燃料電池系統(tǒng)。如何安全且有效地儲存運(yùn)輸氫氣是燃料電池領(lǐng)域一個重要且具有挑戰(zhàn)性的問題。氨硼烷（nh3bh3，ab）因其高含氫量（19.6?wt%）、長期穩(wěn)定性和無毒性的特點(diǎn)被視為一種具有廣泛應(yīng)用前景的化學(xué)儲氫材料。在合適的催化劑作用下，氨硼烷可以在溫和條件下釋放高純度的h2（nh3bh3+?2h2o?→?nh4++?bo2-+?3h2）。
2、鎳基催化劑具有優(yōu)異的催化活性，已被證明是氨硼烷水解制氫中的理想過渡金屬催化劑。然而，鎳基催化劑在制備和催化過程中容易因粒子聚集而出現(xiàn)催化活性明顯降低的現(xiàn)象。因此，迫切需要開發(fā)高活性和高穩(wěn)定性的非貴金屬催化劑來快速催化氨硼烷水解制氫。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種ni-moox/hto納米催化劑及其制備方法和應(yīng)用，具體采用以下的技術(shù)方案：
2、第一方面，本發(fā)明提供了一種ni-moox/hto納米催化劑的制備方法，包括以下步驟：
3、s1、將cs2co3與tio2混勻，研磨，煅燒，得到csto粉末；
4、s2、將所述csto粉末分散于水中，然后加入鹽酸溶液進(jìn)行反應(yīng)，過濾，洗滌，干燥，得到hto載體；
5、s3、將所述hto載體分散于水中，然后加入nicl2·6h2o和na2moo4·2h2o，超聲，得到懸浮液；
6、s4、在所述懸浮液中加入還原劑進(jìn)行還原反應(yīng)，直至無氣泡產(chǎn)生，得到所述ni-moox/hto納米催化劑。
7、本發(fā)明以層狀hto作為載體，通過簡單的浸漬還原法制備了ni-moox/hto催化劑。其中hto載體通過金屬-載體電子相互作用（emsi）調(diào)節(jié)負(fù)載的金屬納米顆粒電子密度，優(yōu)化活性位點(diǎn)的吸附/脫附能壘；mo物種分散納米粒子及降低金屬納米粒子的結(jié)晶度，實(shí)現(xiàn)金屬ni表面電子密度的提升，進(jìn)而提高催化劑的催化性能。此外，該hto載體具有優(yōu)異的化學(xué)及熱穩(wěn)定性，可在苛刻反應(yīng)條件（如強(qiáng)酸/堿性環(huán)境、高溫高壓）下維持結(jié)構(gòu)完整性，這將進(jìn)一步保障催化循環(huán)穩(wěn)定性。
8、作為進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，所述cs2co3、所述tio2和所述鹽酸溶液的摩爾比為1：5.3：37.3。
9、作為進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，所述hto載體、所述nicl2·6h2o和na2moo4·2h2o的用量比為10?mg-50?mg：11.88?mg：0.001?mmol-0.005?mmol。
10、在上述制備過程中na2moo4·2h2o的用量會影響最終制備得到的ni-moox/hto納米催化劑的催化性能，通過改變摻雜劑鉬酸鈉（na2moo4·2h2o）的加入量可以實(shí)現(xiàn)moox摻雜量的精準(zhǔn)控制。mo物種可以分散納米粒子及降低金屬納米粒子的結(jié)晶度，實(shí)現(xiàn)金屬ni表面電子密度的提升，進(jìn)而提高催化劑的催化性能。當(dāng)na2moo4·2h2o的用量為0.004?mmol時，即moox摻雜量為0.004?mmol，ni-moox/hto納米催化劑對氨硼烷水解制氫表現(xiàn)出最佳性能。
11、另外，在上述制備過程中moox的摻雜量和hto載體的用量會同時影響ni-moox/hto納米催化劑的催化活性。在固定hto載體用量（40?mg）的條件下，當(dāng)moox的加入量為0.004mmol，催化劑表現(xiàn)出最佳的催化活性；進(jìn)一步固定moox的摻雜量為0.004?mmol，通過調(diào)節(jié)hto載體的用量實(shí)現(xiàn)ni納米顆粒負(fù)載量的連續(xù)調(diào)控，當(dāng)加入的載體質(zhì)量為40?mg（對應(yīng)ni的負(fù)載量為6.8?wt%）時達(dá)到最佳的催化性能。
12、作為進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，所述煅燒的具體過程如下：
13、將cs2co3與tio2混勻，研磨后得到的粉末置于馬弗爐中以5?℃·min-1升溫速率升溫至800?℃恒溫煅燒，冷卻，得到csto粉末。
14、作為進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，所述恒溫煅燒的時間為18?h-24?h。
15、作為進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，所述還原劑包括硼氫化鈉。
16、第二方面，本發(fā)明提供了ni-moox/hto納米催化劑，由上述的制備方法制備得到。
17、本發(fā)明的ni-moox/hto納米催化劑由于ni物種與moox及hto載體之間的協(xié)同作用、超細(xì)ni金屬納米顆粒以及hto載體優(yōu)異的化學(xué)及熱穩(wěn)定性，使其具有優(yōu)異的催化活性和循環(huán)穩(wěn)定性，是一種很有發(fā)展前景的催化劑。
18、作為進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，所述ni-moox/hto納米催化劑中ni的負(fù)載量為5.5wt%-22.7?wt%。
19、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)ni負(fù)載量6.8?wt%時，ni-moox/hto納米催化劑達(dá)到最大產(chǎn)氫速率。
20、第三方面，本發(fā)明提供了上述的ni-moox/hto納米催化劑在催化氨硼烷水解制氫中的應(yīng)用。
21、作為進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，所述ni-moox/hto納米催化劑催化氨硼烷水解制氫的溫度為288k-303k。
22、本發(fā)明的有益效果為：
23、（1）本發(fā)明以層狀hto作為載體，通過簡單的浸漬還原法制備了ni-moox/hto催化劑。其中hto載體通過金屬-載體電子相互作用（emsi）調(diào)節(jié)負(fù)載的金屬納米顆粒電子密度，優(yōu)化活性位點(diǎn)的吸附/脫附能壘；mo物種分散納米粒子及降低金屬納米粒子的結(jié)晶度，實(shí)現(xiàn)金屬ni表面電子密度的提升，進(jìn)而提高催化劑的催化性能。此外，該hto載體具有優(yōu)異的化學(xué)及熱穩(wěn)定性，可在苛刻反應(yīng)條件（如強(qiáng)酸/堿性環(huán)境、高溫高壓）下維持結(jié)構(gòu)完整性，這將進(jìn)一步保障催化循環(huán)穩(wěn)定性。
24、（2）本發(fā)明制備的ni-moox/hto催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能、100%的h2選擇性以及出色的穩(wěn)定性，該ni-moox/hto在298?k條件下催化氨硼烷水解制氫的tof值可達(dá)143.9min-1。
25、（3）本發(fā)明提供的催化劑具有高效、穩(wěn)定和制備低成本等優(yōu)點(diǎn)，是一種極具發(fā)展前景的催化劑。
1.一種ni-moox/hto納米催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述cs2co3、所述tio2和所述鹽酸溶液的摩爾比為1：5.3：37.3。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述hto載體、所述nicl2·6h2o和所述na2moo4·2h2o的用量比為10?mg-50?mg：11.88?mg：0.001?mmol-0.005?mmol。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述煅燒的具體過程如下：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述恒溫煅燒的時間為18?h-24?h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述還原劑包括硼氫化鈉。
7.一種ni-moox/hto納米催化劑，其特征在于，由權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的ni-moox/hto納米催化劑，其特征在于，所述ni-moox/hto納米催化劑中ni的負(fù)載量為5.5?wt%-22.7?wt%。
9.權(quán)利要求7-8任一項(xiàng)所述的ni-moox/hto納米催化劑在催化氨硼烷水解制氫中的應(yīng)用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述ni-moox/hto納米催化劑催化氨硼烷水解制氫的溫度為288k-303k。