FeNi纳米合金的制备及其催化性能的研究

Fe-Ni纳米合金的制备及其催化性能的研究董国君,张杰,韩焕波,张密林(哈尔淇工程大爭材料科学与化工学院龙江哈尔浣150001)摘要:采用液相KBH.还氐法•制备出不同摩尔比例的FvNi纳米微粉,通氮还原得纳米合金.元索分析结果表明该合金为Fe-Ni-HO纳米合金,fl.元素B的嵌入屋随Ni住合金中摩尔比例的增加而增大.XRD表明不同障尔比例的FeNi-B()纳米合金务元素在合金中的存在形式呈规律性变化.实验表明还原温度为400X?时,合金丧面活性帰高,催化性能优良,pH=8时KBH。水解析氢产率町达100%.只艸Fc/NiWl时催化性能明显优丁Ni,B,元索Fc改善了合金催化KBH4水解析氢的催化活性.关键词:FrNi纳米合金;组份分析;催化性能中图分类号:()614.81文献标识码:A文章编号:1006-7043(2006)05-0786-05PreparationandcatalyticperformanceforhydrogenproductionofFe-NinanosizedalloyDONGGuo-jun,ZHANGJie,HANHuan-bo,ZHANGMi-lin(CollegeofMateriolSeienceandChemicalEngineering.HarbinEngineer!ngUniversity,Harbin150001.China)Abstract:Aniron-nickel(Fe-Ni)nanosizedalloyofdifferentmoleproportionswassynthesizedbychemicalreductionwithpotassiumborohydride(KBH4)asthereducer.Becausethenanosizedalloyhashighsurfaceenergyandwasoxidizedpartiallyinthecourseofthepreparation•oxygen♦animpureelementtwasremovedbythehydrogenreductiontoimprovetheactivity.Elementanalysisindicatestheresultingalloyisaniron-nickel-boron-oxygen(Fe-Ni-B-O)nanosizedalloy,andinsertingaquantityofboronincreasestheaugmentofNimoleproportioninthealloy.X-raydiffraction(XRD)showstheexitingformofeveryelementintheFe-Ni・B-()nanosizedalloyofdifferentmoleproportionchangesregularly.Theexperimentshowsthatcatalyticactivityofthealloyisbestwhenthehydrogenreductiontemperatureis400degrees;hydrogengenerationefficiencycanachieve100percentwhenpHis8;andthecatalyticperformanceexcelsNixBobviouslywhenFe/NiWl.TheelementFeimprovesthecatalyticactivityofthealloy.Keywords:iron-nickel(Fe-Ni)nanosizedalloy;elementanalysis;catalyzingcharacteristic冃前制备合金系纳米材料的方法主要有物理合成法、化学合成法及机械化学法等•其中化学合成法中的液相合成法是H前广泛使用的合成超微粉的方法•同时也是制备纳米粒子的重要方法•液相合成铁系元素及其合金纳米金属微粉•一般是将低价的Fe_、Co"、Ni"金属离子用强还原剂如硼氢化物)"、水合脐等还原为金属微粉.以KBH<为还原剂•在分散剂聚乙二醇存在下•于水相中还原Fe"、N产混合溶液得到黑色粉末•氢化还原得到Fe-Ni-收穩日期:2005・0627.作者简介:歳倒右(1964-).男.制教授•Email:如1129@163.com.cn.B-O纳米合金.该纳米合金具有优良的催化硼氢化钠水解制氢的性能.在该方面Schlesinger^7-等报道TNaBH,的碱性溶液(pH>ll)在适当催化剂存在下水解生成H2和NaB()2,Amendola等〔…]用Ru做催化剂催化NaBHi水解得到了高产率的H?•为寻求廉价的金属催化剂DongHuar,0]等使用热处理过的NixB催化NaBH4水解析氢•室温产氢4.0w.对此•提出的Fe-Ni-B-O纳米合金催化剂•具冇廉价、制备工艺简易和寿命长等优点•纳米合金中少址的杂元素B的存在,对提高催化活性是有益的:⑴•对所合成的须状Fe-Ni纳米合金的组成结构及析氢性能进行研究报道.1实验部分1.1试剂及仪器1)试剂硫酸亚铁;硫酸探;氢氧化钠'硼氢化钾$无水乙醉:聚乙二醉$200mg/L镰标准溶液(0.8957gNiSO・6出()溶解在10mLHCK1:1)溶液中•用水稀释至1L);0.5g/L氨性丁二酮脂溶液(0・5000g丁二胯溶于250mL氨水中,用水稀释至1L);0.02mol/L碘的无水乙醉溶液和100g/L酒石酸-氨水混合液(50.0g酒石酸溶于含75ml.氨水的水中,加水至500mL);200mg/L铁标准溶液(1.7221gNH4Fe(SO4)2・12已()溶解在20mLHCKl:1)溶液中,用水稀释至1I."氨水(1:1)溶液;盐酸(1:1)溶液;80g/L乙二胺四乙酸二钠溶液,试剂均为分析纯,水为二次蒸憎水.0.05mol/L氢氧化钠标准溶液'甘鋸醇;1...

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