【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂，更具体的说是涉及一种nixco1-x/mop@nc纳米催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、氢作为化石燃料最有前景的替代品之一，由于其高能量密度、零碳排放和可再生特性，越来越受到关注。然而，高效、安全的储氢仍然是迈向氢能经济社会的挑战性障碍之一，寻找合适的策略以解决氢气储运困难是十分必要且关键的。化学储氢材料由于具有高含氢量和温和的脱氢温度受到了广泛关注。在潜在的储氢材料中，氨硼烷（nh3bh3，ab）因其超高的氢含量（19.6wt%）、高体积储氢密度（0.145 kgh2/l）和良好的化学稳定性而成为一种很有前途的候选材料。在适当的催化剂存在下，1摩尔nh3bh3可以在室温下水解产生3摩尔h2，具体见反应式（1）。
2、nh3bh3+2h2o→nh4bo2+3h2（1）
3、然而，目前大多数ab水解制氢的高效催化剂都含有贵金属，非贵金属特别是镍基合金催化剂已被证明在ab的水解中具有良好的活性，但与贵金属基催化剂相比，它们的催化活性仍然不令人满意。因此，迫切需要开发具有成本效益的非贵金属催化剂来快速催化ab水解。
4、现有技术报道了贵金属催化剂催化氨硼烷水解产氢，并表现出了不错的催化性能，但是从实际应用的角度出发，发展高效、低成本和稳定的非贵金属催化剂，在适合的条件下进一步改善其活性是非常重要的。随后研究了使用不同的载体（γ-al2o3、sio2和c）负载非贵金属（co、ni、fe、cu）并且发现负载型co和ni催化剂对氨硼烷产氢有较好的催化剂活性。至此之后，一系列的
5、磷化钼（mop）已被证明能有效吸附h2o分子并加速o-h键断裂，这是一种很有前途的催化h2o相关反应的材料，如水解和水分解，其优异的类铂电子结构、高导电性以及良好稳定性引起了众多研究者的青睐。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种nixco1-x/mop@nc纳米催化剂，旨在提高催化剂存在的催化活性低、易团聚、活性位点少的问题，以满足供实际生产使用需要。
2、本专利技术的技术解决方案如下：
3、本专利技术第一方面提供一种nixco1-x/mop@nc纳米催化剂，制备原料包括nixco1-x纳米颗粒、mop纳米粒子和氮掺杂的中空碳球，所述nixco1-x纳米颗粒与mop纳米粒子形成纳米异质结构，其化学式为nixco1-x/mop@nc，其中，0＜x≤1。
4、作为优选，所述纳米催化剂中ni的含量为0.1-18.2 wt%，co的含量为0-4.5 wt%。
5、作为优选，所述纳米催化剂的平均粒径为4.7~6.9 nm；
6、作为优选，所述nixco1-x纳米颗粒中ni和co的摩尔比为0.1~10:10~0；
7、作为优选，所述纳米催化剂中mop的含量为7.7~10.9 wt%；
8、作为优选，所述氮掺杂的中空碳球的厚度为30~50 nm，且氮掺杂的中空碳球中氮的含量为2.6~3.4 wt%。
9、本专利技术的第二方面提供一种上述nixco1-x/mop@nc纳米催化剂的制备方法。
10、为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
11、一种nixco1-x/mop@nc纳米催化剂的制备方法，包含以下步骤：
12、将mop@nc粉末分散在去离子水中，加入镍源前驱体和钴源前驱体或者只加入镍源前驱体，超声，得到均匀的混合液，最后加入还原剂，得到nixco1-x/mop@nc纳米催化剂。
13、作为优选，所述镍源前驱体为氯化镍、硝酸镍或者硫酸镍中的至少一种；所述钴源前驱体为氯化钴、硝酸钴或者硫酸钴中的至少一种；所述还原剂为硼氢化钠。
14、作为优选，所述镍源前驱体、钴源前驱体、mop@nc和还原剂的质量比为0.1~18.2：0~4.5：10~30：20~30。
15、作为优选，所述mop@nc的制备方法包括以下步骤：将四羟甲基氯化磷加入到去离子水中，在搅拌下滴加苯胺；随后加入四水合钼酸铵搅拌一定时间，搅拌结束后对产物进行洗涤，干燥得到前驱体粉末；最后在保护气氛中煅烧，得到mop@nc黑色粉末。
16、作为优选，所述mop@nc的制备方法包括以下具体步骤：将450~550 μl四羟甲基氯化磷加入到20~40 ml的去离子水中，在剧烈搅拌下缓慢滴加200~300 μl苯胺，使其成功聚合；随后加入0.3~0.4 g四水合钼酸铵搅拌8~16小时，搅拌结束后的产物用去离子水和无水乙醇洗涤，在70~90℃烘箱中干燥得到前驱体粉末，最后在保护气氛中以0.5~1.5℃·min-1的升温速度至800~900℃保持0.5~1.5 h，得到mop@nc黑色粉末。
17、本专利技术第三方面提供一种nixco1-x/mop@nc纳米催化剂在催化氨硼烷水解产氢中的应用。
18、作为优选，催化氨硼烷水解产氢的温度为288-303 k。
19、本专利技术至少具有以下有益效果之一：
20、本专利技术通过在室温下采用苯胺与四羟甲基氯化磷在去离子水中有机聚合，引入四水合钼酸铵搅拌，最后在保护气氛中高温煅烧，制备得到多孔中空碳球结构的mop@nc。并以其作为载体前驱体，通过简单的原位还原方法制备了mop@nc负载的nixco1-x合金纳米粒子双活性位点催化剂（nixco1-x/mop@nc）。粒径约为4.7~6.9 nm的nixco1-x/mop异质结构纳米颗粒高度分散在氮掺杂的中空碳球上。将ni基合金与mop结合构建具有异质结构的双活性中心，可以增强电子转移能力和增加活性位点的电子密度，还可以在有效吸附和活化h2o分子的同时成功激活ab分子（氨硼烷，分子式nh3bh3）。通过tem、edx、xrd、uv-vis、水的接触角测试以及xps表征分析可知，mop nps的引入可以使得氮掺杂的中空碳球具有强亲水性，能够有效吸附h2o分子并加速o-h键断裂，并增强其对于金属前驱体盐离子的吸附能力，调控金属的电子结构，最终制备得到粒径细小、均匀、电子效应更强的纳米异质结构催化剂。
21、本专利技术合成的nixco1-x/mop@nc催化剂表现出极高的催化性能、100%的h2选择性以及较好的耐用性。计算得到nixco1-x/mop@nc在298 k下对氨硼烷水解的tof值为257 min-1。本专利技术提供的高效、稳定催化剂的开发加快了氨硼烷作为燃料电池中高效氢供应商的实际应用。
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1.一种NixCo1-x/MoP@NC纳米催化剂，其特征在于，制备原料包括NixCo1-x纳米颗粒、MoP纳米粒子和氮掺杂的中空碳球，所述NixCo1-x纳米颗粒与MoP纳米粒子形成纳米异质结构，其中，0＜x≤1；所述纳米催化剂中Ni的含量为0.1-18.2 wt%，Co的含量为0-4.5 wt%；所述纳米催化剂的平均粒径为4.7~6.9 nm。
2.根据权利要求1所述的NixCo1-x/MoP@NC纳米催化剂，其特征在于，所述NixCo1-x纳米颗粒中Ni和Co的摩尔比为0.1~10:10~0，所述纳米催化剂中MoP的含量为7.7~10.9 wt%。
3.根据权利要求1所述的NixCo1-x/MoP@NC纳米催化剂，其特征在于，所述氮掺杂的中空碳球的厚度为30~50 nm，且氮掺杂的中空碳球中氮的含量为2.6~3.4 wt％。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的NixCo1-x/MoP@NC纳米催化剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
5.根据权利要求4所述的NixCo1-x/MoP@NC纳米催化剂的制备方法，其特征在于，所
6.根据权利要求4所述的NixCo1-x/MoP@NC纳米催化剂的制备方法，其特征在于，所述镍源前驱体、钴源前驱体、MoP@NC和还原剂的质量比为0.1~18.2：0~4.5：10~30：20~30。
7.根据权利要求4所述的NixCo1-x/MoP@NC纳米催化剂的制备方法，其特征在于，所述MoP@NC的制备方法包括以下步骤：将四羟甲基氯化磷加入到去离子水中，在搅拌下滴加苯胺；随后加入四水合钼酸铵搅拌，搅拌结束后对产物进行洗涤，干燥得到前驱体粉末；最后在保护气氛中煅烧，得到MoP@NC黑色粉末。
8.根据权利要求7所述的NixCo1-x/MoP@NC纳米催化剂的制备方法，其特征在于，所述MoP@NC的制备方法包括以下具体步骤：将450~550 μL四羟甲基氯化磷加入到20~40 mL的去离子水中，在剧烈搅拌下缓慢滴加200~300 μL苯胺，使其成功聚合；随后加入0.3~0.4 g四水合钼酸铵搅拌8~16小时，搅拌结束后的产物用去离子水和无水乙醇洗涤，在70~90℃烘箱中干燥得到前驱体粉末，最后在保护气氛中以0.5~1.5℃·min-1的升温速度至800~900℃保持0.5~1.5 h，得到MoP@NC黑色粉末。
9.一种如权利要求1-3任一项所述的NixCo1-x/MoP@NC纳米催化剂或权利要求4-8任一项所述制备方法制备得到的NixCo1-x/MoP@NC纳米催化剂在催化氨硼烷水解产氢中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述纳米催化剂催化氨硼烷水解产氢的温度为288-303 K。
...【技术特征摘要】
1.一种nixco1-x/mop@nc纳米催化剂，其特征在于，制备原料包括nixco1-x纳米颗粒、mop纳米粒子和氮掺杂的中空碳球，所述nixco1-x纳米颗粒与mop纳米粒子形成纳米异质结构，其中，0＜x≤1；所述纳米催化剂中ni的含量为0.1-18.2 wt%，co的含量为0-4.5 wt%；所述纳米催化剂的平均粒径为4.7~6.9 nm。
2.根据权利要求1所述的nixco1-x/mop@nc纳米催化剂，其特征在于，所述nixco1-x纳米颗粒中ni和co的摩尔比为0.1~10:10~0，所述纳米催化剂中mop的含量为7.7~10.9 wt%。
3.根据权利要求1所述的nixco1-x/mop@nc纳米催化剂，其特征在于，所述氮掺杂的中空碳球的厚度为30~50 nm，且氮掺杂的中空碳球中氮的含量为2.6~3.4 wt％。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的nixco1-x/mop@nc纳米催化剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
5.根据权利要求4所述的nixco1-x/mop@nc纳米催化剂的制备方法，其特征在于，所述镍源前驱体为氯化镍、硝酸镍或者硫酸镍中的至少一种；所述钴源前驱体为氯化钴、硝酸钴或者硫酸钴中的至少一种；所述还原剂为硼氢化钠。
6.根据权利要求4所述的nixco1-x/mop@nc纳米催化剂的制备方法，其特征在于，所述镍源前驱体、钴源前驱体、mo...
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