一种催化硼烷氨脱氢的聚吡咯/钯-纤维素纸基催化剂的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高效催化硼烷氨脱氢催化剂的制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着化石燃料的大量开采和环境的日益污染，全球性环境恶化和能源危机迫使寻 找新的替代能源成为日益紧迫的问题。氢能是未来理想的清洁能源，由于其唯一的燃烧产 物是水而具有清洁高效的优点而能够应用于生产生活的多个方面，成为具有极大开发潜力 的能源。然而，氢能在实际应用方面还有很多亟待解决的问题，比如氢气的运输和存储问 题。因此，研宄者们将目光转向了新型的储氢材料，在众多的储氢材料中，硼烷氨（NH 3BH3, AB)以其高质量的储氢量（19. 6wt%)，稳定的储氢能力，化学稳定性良好等优点，受到了研 宄者的广泛关注。AB的氢气释放过程往往是在催化剂的作用下进行的。目前基于纳米粒子 的粉体催化剂的研宄最多，然而这在催化剂的稳定性、重复使用以及二次污染等方面提出 了新的挑战。因此制备一种能高效催化硼烷氨水解制氢，并且制备成本低、能够多次回收循 环利用、催化效率衰减弱的催化剂显得及其重要。
[0003] 纤维素纸张作为人类生活中的日常生活用品，近年来在开发新型功能材料、电容 器等方面发挥了重要作用。纤维素纸张由于具有三维的多级结构、孔隙率大，因此其通量 大、亲水性好，另外它低成本、可工业扩大化生产、易于回收重复利用的特点也使其成为催 化剂基底材料的一个重要原因。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了解决现有高分子沉底材料负载型催化剂的催化效能较低以 及稳定性较差的问题，而提供一种催化硼烷氨脱氢的聚吡咯/钯-纤维素纸基催化剂的制 备方法。
[0005] 本发明催化硼烷氨脱氢的聚吡咯/钯-纤维素纸基催化剂的制备方法按下列步骤 实现：
[0006] 一、将纤维素纸浸于去离子水中，然后加入吡咯单体，震荡均匀得到混合液；
[0007] 二、将浓度为0. 05?0. 2mol/L的四氯钯酸钠水溶液加入到步骤一所述的混合液 中，在室温下震荡18?24h，得到含有聚吡咯/钯负载的复合纸的反应液；
[0008] 三、从步骤二所述的含有聚吡咯/钯负载的复合纸的反应液中取出聚吡咯/钯负 载的复合纸，然后依次用去离子水和无水乙醇分别洗涤2?3次，干燥处理后得到聚吡咯/ 钯-纤维素纸基催化剂。
[0009] 本发明提供了一种高效催化硼烷氨脱氢催化剂的制备方法，该聚吡咯/钯-纤维 素纸基催化剂以日常生活中常用的纤维素纸张作为基底，以四氯钯酸钠和吡咯的混合水溶 液作为反应液，利用氧化还原反应和聚合反应，在基底上原位合成聚吡咯层和包裹其中的 钯纳米粒子，从而获得了聚吡咯/钯负载的复合纸张材料。这种聚吡咯/钯-纤维素纸基 催化剂的转化效率（TOF)能够达到了 20mol H2 mol Pcf1 mirT1以上，与纳米颗粒型催化剂 的TOF相当，比其它高分子沉底材料负载型催化剂的TOF高出许多，而且所得该纤维素纸基 催化剂还具有优异的稳定性和重复实用性。
【附图说明】
[0010]图1为实施例一得到的聚吡咯/钯-纤维素纸基催化剂的扫描电镜图；
[0011] 图2为图1的放大图；
[0012] 图3为实施例一得到的聚吡咯/钯-纤维素纸基催化剂的透射电镜图；
[0013] 图4为应用实施例一利用聚吡咯/钯-纤维素纸基催化剂进行催化产氢测试曲线 图；
[0014] 图5为应用实施例二进行循环五次的催化产氢测试曲线图；其中·代表第一次， 鲁代表第二次，▲代表第三次，▼代表第四次，?代表第五次。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0015] 一：本实施方式催化硼烷氨脱氢的聚吡咯/钯-纤维素纸基催化剂 的制备方法按下列步骤实现：
[0016] -、将纤维素纸浸于去离子水中，然后加入吡咯单体，震荡均匀得到混合液；
[0017] 二、将浓度为0. 05?0. 2mol/L的四氯钯酸钠水溶液加入到步骤一所述的混合液 中，在室温下震荡18?24h，得到含有聚吡咯/钯负载的复合纸的反应液；
[0018] 三、从步骤二所述的含有聚吡咯/钯负载的复合纸的反应液中取出聚吡咯/钯负 载的复合纸，然后依次用去离子水和无水乙醇分别洗涤2?3次，干燥处理后得到聚吡咯/ 钯-纤维素纸基催化剂。
[0019] 本实施方式聚吡咯/钯-纤维素纸基催化剂的制备方法所涉及的反应条件温和， 所用设备和制备工艺简单，所需的药剂均为常规材料，价格低廉且安全无毒，适于规模生 产。
[0020] 与其他纤维状的硼烷氨脱氢催化剂相比，本发明聚吡咯/钯-纤维素纸基催化剂 的转化效率（TOF)超出同类催化剂近十倍。该聚吡咯/钯-纤维素纸基催化剂采用纤维素 纸作为基底材料，纤维素纸纤维是一种三维多级结构，纤维的直径从十几微米到十几纳米 不等，孔隙率大，因此其水通量很大，易于传质，提高了反应效率。而且在纸纤维的表面形成 了大量的粒径5nm左右的钯纳米粒子，其提供了大量与硼烷氨反应的活性位点；并且由于 聚吡咯本身的导电性，加快了反应过程中电子的传递速度，在聚吡咯和钯纳米粒子的协同 作用下大大提高了催化剂的反应效率。另外，由于钯纳米粒子被聚吡咯层包裹着，固定在纸 纤维上，因此其稳定性和重复利用性良好。
[0021] 而与现有常用的纳米粉体类硼烷氨脱氢催化剂相比，聚吡咯/钯-纤维素纸基催 化剂在宏观上呈纸片状，尺寸可调控，长宽可达几十厘米，产氢过程结束后，用镊子即可取 出，易于重复利用。
【具体实施方式】 [0022] 二：本实施方式与一不同的是步骤二将浓度为 0. lmol/L的四氯钯酸钠水溶液加入到步骤一所述的混合液中。其它步骤及参数与具体实施 方式一相同。
【具体实施方式】 [0023] 三：本实施方式与一或二不同的是步骤二按吡咯单体 与四氯钮酸钠的体积比为1:4?9将浓度为0. 05?0. 2mol/L的四氯钮酸钠水溶液加入到 步骤一所述的混合液中。其它步骤及参数与一或二相同。
【具体实施方式】 [0024] 四：本实施方式与三不同的是步骤二按吡咯单体与四 氯钯酸钠的体积比为1:7?9将浓度为0. lmol/L的四氯钯酸钠水溶液加入到步骤一所述 的混合液中。其它步骤及参数与三相同。
【具体实施方式】 [0025] 五：本实施方式与一至四之