Pt/Ni双金属纳米溶胶的制备及催化制氢性能

doi:10.7503/cjcu20130266

高等学校化学学报 ›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (10): 2377.doi: 10.7503/cjcu20130266

Pt/Ni双金属纳米溶胶的制备及催化制氢性能

孔德成^1,2, 古亚军^1,2, 向胜^1,2, 王鹏^1,2, 成君^1,2, 张海军^1,2, 张少伟^1,2

1. 武汉科技大学耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地, 武汉 430081;
2. 武汉科技大学材料与冶金学院, 武汉 430081

收稿日期:2013-03-21 出版日期:2013-10-10 发布日期:2013-10-10
作者简介:张海军,男,博士,教授,主要从事纳米金属催化材料研究.E-mail:zhanghaijun@wust.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(批准号:51272188)、湖北省“楚天学者”特聘教授科研启动资金(批准号:010336)和武汉科技大学大学生科技创新基金(批准号:11ZRA013) 资助.

Preparation of Colloidal Pt/Ni Bimetallic Nanosols and Their Catalytic Activities for Hydrogen Generation from Hydrolysis Reaction of Sodium Borohydride

KONG De-Cheng^1,2, GU Ya-Jun^1,2, XIANG Sheng^1,2, WANG Peng^1,2, CHENG Jun^1,2, ZHANG Hai-Jun^1,2, ZHANG Shao-Wei^1,2

1. State Key Laboratory Breeding Base of Refractory and Ceramics, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430081, China;
2. College of Materials and Metallurgy, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430081, China

Received:2013-03-21 Online:2013-10-10 Published:2013-10-10

摘要/Abstract

摘要：

采用化学共还原法制备了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)稳定的Pt/Ni双金属纳米溶胶.采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、透射电子显微镜(TEM)对所合成的Pt/Ni双金属纳米溶胶进行了表征, 并系统研究了PVP用量、还原剂用量和浓度、双金属比例对该双金属纳米溶胶催化剂催化性能的影响.结果表明, 所制备的双金属纳米溶胶的平均粒径在2.0 nm左右, Pt/Ni双金属纳米溶胶的催化活性比Pt及Ni单金属纳米溶胶的高, 当Pt/Ni摩尔比为1:4时, 纳米溶胶的催化活性最高, 其活性值为16640 mol_H₂·mol_Pt^-1·h^-1.所制备的Pt/Ni双金属纳米溶胶催化剂具有很好的耐久性, 5次催化实验后该催化剂仍保持较高的催化活性.该双金属纳米溶胶催化NaBH₄水解反应的活化能为48 kJ/mol.

关键词: Pt/Ni双金属, 纳米溶胶, 硼氢化钠, 制氢, 催化活性

Abstract:

The hydrolytic dehydrogenation of sodium borohydride is a promising integrated technology as a way of hydrogen storage and hydrogen production. This paper reports a facile route for synthesizing the PVP stabilized Pt/Ni bimetallic nanosol by a chemical co-reduction process. The morphology, size, structure and composition of the resultant Pt/Ni bimetallic nanosol were characterized by transmission electron microscopy(TEM) and ultraviolet-visible(UV-Vis) spectrum. The effects of PVP dosage, reducing agent dosage, and metal composition in the hydrolysis of NaBH₄ were studied. The results indicate that the prepared Pt/Ni bimetallic nanosol have an average size of about 2.0 nm. The catalytic activities of the Pt/Ni bimetallic nanosol are superior to monometallic Pt or monometallic Ni, among which especially the Pt₂₀Ni₈₀ bimetallic nanosol shows the highest catalytic activity with a hydrogen generation rate of 16640 mol_H₂·mol_Pt^-1·h^-1 at 303 K and an activation energy of 48 kJ/mol. In addition, the prepared Pt/Ni bimetallic nanosol has a good catalytic stability, and even keeps a higher catalytic activity after five runs test.

Key words: Pt/Ni bimetal, Nanosol, NaBH₄, Hydrogen generation, Catalytic activity

中图分类号:

O643

TrendMD:

孔德成, 古亚军, 向胜, 王鹏, 成君, 张海军, 张少伟. Pt/Ni双金属纳米溶胶的制备及催化制氢性能. 高等学校化学学报, 2013, 34(10): 2377.

KONG De-Cheng, GU Ya-Jun, XIANG Sheng, WANG Peng, CHENG Jun, ZHANG Hai-Jun, ZHANG Shao-Wei. Preparation of Colloidal Pt/Ni Bimetallic Nanosols and Their Catalytic Activities for Hydrogen Generation from Hydrolysis Reaction of Sodium Borohydride. Chem. J. Chinese Universities, 2013, 34(10): 2377.

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