介孔材料负载纳米镍基合金催化水合肼分解制氢研究

基本信息
批准号:51471168
项目类别:面上项目
资助金额:85.00
负责人:戴洪斌
学科分类:
依托单位:华南理工大学
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:康向东,钟玉洁,吉宗威,张晶晶,姜圆圆,赵盼盼
关键词:
制氢水合肼储氢材料介孔材料镍基合金催化剂
结项摘要

The present project focuses on catalytic decomposition of hydrous hydrazine, a promising hydrogen generation system for on-board/mobile applications. The three key issues to be addressed are preparation of nanosized Ni-based alloy catalysts supported on mesoporous materials, elucidation of the mechanism of property modification arising upon alloying of the catalyst, and kinetic study of catalytic decomposition of hydrous hydrazine. By using evaporation-induced self-assembly and co-precipitation methods, a series of Ni-based alloy catalysts will be prepared, which are composed of tiny alloy nanoparticles immobilized on mesoporous supports containing strongly basic sites. The effects of preparation conditions on the morphology, microstructure, phase structure and surface electronic structure of the catalysts will be studied systematically. The composition-structure-property correlations of the Ni-based catalysts will be established on the basis of the coupled experimental and theoretical studies. The hydrous hydrazine-based hydrogen generation system will be constructed using Ni-based alloy catalyst with an optimal catalytic performance, and the effects of reaction conditions on reaction rate and hydrogen selectivity will be studied in detail. The reaction kinetics of catalytic decomposition of hydrous hydrazine will be studied by coupling experimental testing and theoretical model analysis. The studies conducted in the present project may lay experimental and theoretical foundations for the development of practical hydrous hydrazine-based hydrogen generation system.

项目选取水合肼这一颇具车载/移动氢源应用潜力的新型化学氢化物为研究对象,拟重点围绕介孔材料负载纳米镍基合金催化剂的制备、催化剂的合金化改性机理以及水合肼催化分解反应动力学开展研究。拟采用蒸发诱导自组装和共沉淀等方法制备具有不同化学组成、介孔结构特征并富含强碱性位的负载型纳米镍基合金催化剂;研究制备工艺对催化剂形貌、微观结构、物相组成及表面电子结构的影响规律;结合实验研究与理论计算,建立催化剂成分-结构-性能的内在关联。优选性能优异的催化剂构建水合肼催化分解制氢体系,系统考察反应条件对体系反应速率和制氢选择性的影响,结合实验测试与理论模型分析揭示水合肼催化分解反应动力学规律。本项目研究将为发展实用型水合肼催化分解制氢技术奠定实验/理论基础。

项目摘要

发展具有车载/移动氢源应用前景的水合肼(N2H4•H2O)制氢体系对于解决能源与环境等问题,实现可持续性发展具有重要意义。水合肼制氢体系的研究关键在于研发兼具高催化活性、高制氢选择性、高耐久性的催化剂。本项目针对此问题,采用不同的化学合成方法制备了一系列镍基合金负载型催化剂,重点围绕催化剂的制备、结构及性能的关联开展研究。项目研究计划要点包括:(1)镍基合金催化剂的制备及其对水合肼分解制氢的影响;(2)揭示水合肼催化分解制氢反应动力学规律;(3)构建高容量水合肼可控制氢体系。本项目在水合肼催化分解制氢高性能催化剂的制备、反应机理的认识等方面取得了创新性研究成果: 基于理论计算和实验解释了镍基合金化对水合肼分解制氢的反应机理,并揭示了水合肼催化分解反应动力学规律,为研制高性能水合肼分解催化剂提供了成分设计指导原则;基于研制的催化剂构建了高储氢容量的水合肼制氢体系,实验证实了该制氢体系的材料基储氢容量可达6.54wt%,该储氢容量为目前报道的最高值。项目的研究提供了高容量可控制氢体系,为研发实用型可控制氢系统提供了实验/理论基础。基于本项目研究结果,已发表SCI 论文12篇,申请专利2件。项目执行期间,培养毕业硕士研究生2名,博士研究生1名。项目研究全面达到了预期研究目标。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
2

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

DOI:10.7498/aps.70.20210004
发表时间:2021
3

二维MXene材料———Ti_3C_2T_x在钠离子电池中的研究进展

二维MXene材料———Ti_3C_2T_x在钠离子电池中的研究进展

DOI:10.19964/j.issn.1006-4990.2020-0450
发表时间:2021
4

上转换纳米材料在光动力疗法中的研究进展

上转换纳米材料在光动力疗法中的研究进展

DOI:
发表时间:2017
5

2A66铝锂合金板材各向异性研究

2A66铝锂合金板材各向异性研究

DOI:
发表时间:2017

戴洪斌的其他基金

相似国自然基金

1

稀土氧化物载体对镍基合金催化水合肼分解制氢性能的助催化作用机制研究

批准号:51701156
批准年份:2017
负责人:钟玉洁
学科分类:E0108
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

高效Ni基水合肼分解制氢催化剂的制备及其作用机制研究

批准号:21103173
批准年份:2011
负责人:黄延强
学科分类:B0202
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

尺寸可控氢化铱纳米晶的合成及其催化水合肼分解制氢反应性能研究

批准号:21601114
批准年份:2016
负责人:代燕
学科分类:B0103
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
4

水合肼分解制氢催化剂设计、可控合成与催化机理研究

批准号:51671087
批准年份:2016
负责人:王平
学科分类:E0110
资助金额:60.00
项目类别:面上项目