将镍纳米颗粒用作高效氨分解制氢催化剂

日期: 2024-04-30 15:08:42|浏览: 107|编号: 61450

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将镍纳米颗粒用作高效氨分解制氢催化

以钠型ZSM-5分子筛为载体,通过卟啉配体的络合制备了均匀分散在ZSM-5分子筛中的纳米镍粒子,并将其用作高效氨分解制氢催化剂。

随着温室气体排放的增加和恶劣气候的加剧,人类迫切需要寻找可以替代化石燃料的新能源。 氢气 (H2) 被认为是最清洁的能源之一。 但氢气的体积能量密度较低,爆炸极限较宽(4%-75%)。 目前运输、储存和使用安全面临巨大挑战。 以其他物质的化学成分的形式储存氢,即化学储氢,将在很大程度上解决这一困境。 氨(NH3)具有较高的氢含量比,在10个大气压或-33.4°C下可以以液体形式存在。 它具有较高的体积能量密度,易于储存和运输。 更重要的是,氨在空气中不易燃,且不含碳。 它在分解产生氢气的过程中不排放任何温室气体。 因此,氨成为一种理想的氢载体,只需要有效的催化剂即可将其分解产生氢气。

在这里,哈尔滨工业大学(深圳)开发了一种高效稳定的镍基催化剂,用于氨分解制氢。 该制备方法首先将镍前驱体与卟啉配体结合,制备出相对稳定的镍金属配位化合物,然后将其负载到钠ZSM-5(Na-ZSM-5)分子筛上,得到所需的催化剂。 由于配体的稳定作用,促进了尺寸均匀、约2.3nm的镍颗粒的形成。 该值与理论计算的活性最高的镍颗粒尺寸一致。 此外,Na-ZSM-5具有较高的比表面积,保证了镍颗粒能够均匀分散在载体上。 该方法制备的镍催化剂具有较高的氨分解活性,在5wt.%的较低镍负载量和600℃、/g/h下即可实现氨的完全分解。 同时,Na-ZSM-5载体中Na的存在为催化剂提供了丰富的碱性位点和较强的金属-载体相互作用,有效提高了催化剂的稳定性,在50小时的测试下降中几乎没有表现。

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