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氢气作为绿色清洁能源备受人们的关注,而氢气的安全存储与运输是氢能源技术面临的最大挑战之一。氨硼烷因具高的储氢能力已成为一种理想的储氢材料。为实现氨硼烷释氢的实际应用,发展高效的催化剂成为目前研究的热点。天然纳米矿物埃洛石因成本低廉且具有独特的管状结构和优良的物理化学性能,非常适合作为多种纳米催化剂的载体材料。然而天然埃洛石纳米管(HNTs)存在表面光滑及表面结合力弱等缺点,进而影响其表面负载金属催化剂。为改善这一问题,一般会对其表面先进行改性,再进行负载金属。另外,介孔碳球(MCSs)是一类新型的非硅基介孔碳材料,具有巨大的比表面积,在催化剂载体方面应用广泛。因此本课题主要采用简单高效的聚合物改性方法对HNTs表面性能进行修饰改性,而后负载双金属催化剂;又以介孔碳球为载体负载双金属,并以催化氨硼烷水解释氢测试来评价合成的负载型催化剂的性能。研究内容及结果如下:(1)Cu-Co/PDDA-HNTs催化剂的制备及其催化水解氨硼烷释氢性能的研究采用聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)对HNTs表面改性获得PDDA-HNTs,并采用液相还原法合成双金属Cu-Co纳米催化剂负载于改性埃洛石(Cu-Co/PDDA-HNTs)。表征结果显示,改性后的纳米管,表面结构基本未破坏,保留了原有结构优势,负载的双金属颗粒分布均匀,平均粒径2.2 nm。通过简单的排水法对合成的催化剂进行水解氨硼烷性能测试,结果显示该催化剂具有优异性能,TOF为30.8 molH2/(mol CuCouCo min),其原因可归结为该催化剂晶粒细小、分散均匀及金属间的协同作用等。同时也详细研究和分析了不同金属比例的催化剂对催化性能的影响及结构与性能的关系。(2)AgPd/PDA-HNTs催化剂的制备及其催化水解氨硼烷释氢性能的研究采用聚多巴胺(PDA)对HNTs表面改性获得PDA-HNTs,再以PDA-HNTs为载体,柠檬酸钠为稳定剂,抗坏血酸为还原剂,并采用简单的溶剂热法制备AgPd合金纳米催化剂负载于PDA-HNTs上。表征结果显示,改性后的纳米管表面结构基本未破坏,且其外层管壁厚度增加10 nm,负载的合金颗粒均匀,平均粒径3.2 nm。该催化剂对于氨硼烷水解释氢具有优异性能,TOF为90molH2/(molAgPdgPd min),其原因可归结为该催化剂晶粒细小、分散均匀及金属间存在的协同作用等。另外,该催化剂稳定性高,重复使用6次后仍保持较高的活性,重复后的TOF值为65 molH2/(mol AgPdgPd min)。(3)PdNi/MCSs催化剂的制备及其催化水解氨硼烷释氢性能的研究采用SiO2协助法,酚醛树脂作为聚合物前驱体,正硅酸四乙酯作为无机前驱体,十六烷基三甲基溴化铵作为模板合成介孔碳球(MCSs),并以此为载体,通过浸渍液相还原法合成PdNi/MCSs催化剂。表征表明,合成的介孔碳纳米球形貌规则,分布均匀,平均直径为170 nm;介孔碳球内部均匀地镶嵌了大量平均粒径为3.2 nm的PdNi合金纳米颗粒。该催化剂对于氨硼烷水解释氢表现出高的催化性能,TOF值为120 molH2/(molPd Nid Ni min),这与该催化剂的结构有关,介孔碳球可有效减少催化反应过程中扩散阻力并促进质量传递,由于碳材料较好的导电性,使嵌入介孔碳球内部的金属颗粒与碳材料间的电子传递增强。另外,金属催化剂分散均匀以及金属间存在的协同作用等也有利于催化性能提高。