【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂，具体涉及一种ni/tiox-nh2-mil-101纳米催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、氢气（h2）作为一种绿色、可持续的能源载体，因其巨大的能量密度和环境友好性而备受关注。然而，安全有效地储存氢气仍然是一个关键挑战。如今，化学储氢已被认为是一种高效便捷的方法。水合肼（n2h4・h2o）由于其高容量（8.0 wt%）和安全的储存和运输，已成为一种备受关注的化学储氢材料。在合适的催化剂和反应条件下，n2h4可以完全分解为h2和n2，具体见反应式（1）。但是，如果催化剂或反应条件不合适，n2h4的分解也可以通过不完全的分解路线，具体见反应式（2），即分解为nh3和n2，降低了产氢效率，并且产生的nh3会使催化剂中毒。因此，开发高选择性、高稳定的催化材料对实现n2h4的完全产氢具有重要意义。
2、n2h4→ n2(g) + 2h2(g) （1）
3、3n2h4→ 4nh3(g) + n2(g)（2）
4、目前大多数水合肼分解制氢的高效催化剂都含有贵金属，非贵金属特别是镍催化剂已被证明在水合肼水解中具有良好的活性和选择性，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，并且易团聚。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水合肼分解产氢。
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非贵金属催化剂存在的催化活性低、易团聚的问题，提供一种ni/tiox-nh2-mil-101纳米催化剂及其制备方
2、本专利技术的技术解决方案如下：
3、本专利技术的第一方面，提供一种ni/tiox-nh2-mil-101纳米催化剂，
4、包括tiox-nh2-mil-101纳米颗粒以及分散在所述tiox-nh2-mil-101纳米颗粒上的ni纳米粒子；
5、其中，所述tiox-nh2-mil-101纳米颗粒中的tiox为tio2和/或tio1.5；
6、以所述ni/tiox-nh2-mil-101纳米催化剂的总质量计算，所述ni纳米粒子的含量为7.7 wt%-19.6 wt%。
7、本专利技术的ni/tiox-nh2-mil-101纳米催化剂由于金属-载体强相互作用、超细ni金属纳米颗粒以及改性剂tio2的引入使其对ni具有电子调控的作用，从而使其具有优异活性，且该催化剂具有粒径小、催化活性位点多等特点，并且具很高的催化活性和稳定性，是一种很有发展前景的催化剂。
8、可选地，以所述ni/tiox-nh2-mil-101纳米催化剂的总质量计算，所述ni/tiox-nh2-mil-101纳米催化剂中ti的含量为1.7 wt%-6.8 wt%。
9、可选地，所述ni纳米粒子的平均粒径为3.0 nm-3.4 nm。
10、可选地，所述ni/tiox-nh2-mil-101纳米催化剂的比表面积为100m2g-1-140 m2g-1；
11、所述ni/tiox-nh2-mil-101纳米催化剂的总孔隙体积为3.2 nm-3.9 nm；
12、所述tiox-nh2-mil-101纳米颗粒的粒径为300 nm-500 nm；
13、所述ni/tiox-nh2-mil-101纳米催化剂的平均粒径为300 nm-500 nm。
14、本专利技术的第二方面，提供一种上述的ni/tiox-nh2-mil-101纳米催化剂的制备方法，其包括以下步骤：
15、将tio2-nh2-mil-101粉末分散在水中，加入镍源前驱体继续分散，得到悬浮液；
16、在所述悬浮液中加入还原剂进行还原反应，直至无气泡产生，得到ni/tiox-nh2-mil-101纳米催化剂。
17、本专利技术通过简单且环保的湿化学方法制备了由tio2改性的nh2-mil-101，并将其作为载体。该载体tio2-nh2-mil-101引入了tio2作为改性剂，它是一种可还原的金属氧化物，它可以促进载体与活性金属纳米粒子的电子转移，从而调节金属活性位点的电子状态并提高催化性能。
18、可选地，所述tio2-nh2-mil-101粉末与所述镍源前驱体的质量之比为0.03 g-0.09g：23.7 mg-59.4 mg；
19、所述镍源前驱体包括氯化镍、硝酸镍或硫酸镍中的至少一种；
20、所述还原剂包括硼氢化钠。
21、可选地，所述tio2-nh2-mil-101粉末的制备方法包括以下步骤：
22、将nh2-mil-101粉末均匀分散在无水甲醇中，加入钛酸四丁酯混合均匀，然后在80℃-90℃下回流8 h-12 h；将产物进行洗涤干燥，得到tio2-nh2-mil-101粉末；
23、其中，所述nh2-mil-101与钛酸四丁酯加入量之比为0.3 g-0.5 g：0.03 ml-0.12ml。
24、可选地，所述nh2-mil-101粉末的制备方法包括以下步骤：
25、将硝酸铬和2-氨基对苯二甲酸缓慢加入含有naoh的水溶液中，在室温下搅拌20分钟-40分钟，得到混合物；
26、将所述混合物转移到高压反应容器中，并在140℃-160℃下保持10小时-14小时，冷却后离心，收集产物；
27、将所述产物进行洗涤，干燥，得到nh2-mil-101粉末；
28、其中，所述硝酸铬和所述2-氨基对苯二甲酸的用量比为3 g-3.4 g：1 g-1.8 g。
29、本专利技术的第三方面提供上述的ni/tiox-nh2-mil-101纳米催化剂或上述的制备方法得到的ni/tiox-nh2-mil-101纳米催化剂在催化水合肼分解产氢中的应用。
30、可选地，所述ni/tiox-nh2-mil-101纳米催化剂催化水合肼分解产氢的温度为323-353 k。
31、本专利技术的ni/tiox-nh2-mil-101纳米催化剂催化水合肼产氢都表现出100%的h2选择性，催化反应速率随着温度的升高反应活性得到明显提升，在343 k下，所制备的ni/tiox-nh2-mil-101纳米催化剂催化水合肼全分解脱氢只需要2.8 min，其转化频率（tof）值高达443 h-1。
32、本专利技术至少具有以下有益效果之一：
33、（1）本专利技术通过简单且环保的湿化学方法制备了由tio2改性的nh2-mil-101，并将其作为载体，通过简单、绿色和低成本的湿化学方法将平均粒径约为3.0~3.4 nm的超细ni纳米粒子高度分散在tiox-nh2-mil-101纳米颗粒上，制备出了tiox-nh2-mil-101负载ni纳米催化剂（ni/tiox-nh2-mil-101）。该方法通过引入tio2作为改性剂，来促进载体与活性金属纳米粒子的电子转移，从而调节金属活性位点的电子状态并提高催化性能。通过xrd、f本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种Ni/TiOx-NH2-MIL-101纳米催化剂，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的Ni/TiOx-NH2-MIL-101纳米催化剂，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的Ni/TiOx-NH2-MIL-101纳米催化剂，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的Ni/TiOx-NH2-MIL-101纳米催化剂，其特征在于，
5.一种权利要求1~4任意一项所述的Ni/TiOx-NH2-MIL-101纳米催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述TiO2-NH2-MIL-101粉末的制备方法包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述NH2-MIL-101粉末的制备方法包括以下步骤：
9.一种如权利要求1~4任意一项所述的Ni/TiOx-NH2-MIL-101纳米催化剂在催化水合肼分解产氢中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所
...【技术特征摘要】
1.一种ni/tiox-nh2-mil-101纳米催化剂，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的ni/tiox-nh2-mil-101纳米催化剂，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的ni/tiox-nh2-mil-101纳米催化剂，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的ni/tiox-nh2-mil-101纳米催化剂，其特征在于，
5.一种权利要求1~4任意一项所述的ni/tiox-nh2-mil-101纳米催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚淇露，高正凌，蒋林芝，卢章辉，
申请(专利权)人：江西师范大学，
类型：发明
国别省市：
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