通過液相共還原法制備稀土元素Pr改性的Co-B催化劑,研究Co-Pr-B合金催化劑催化硼氫化鈉水解制氫反應的性能;采用X射線衍射儀（XRD）、透射電子顯微鏡（TEM）等手段對催化劑進行表征分析;系統(tǒng)考察了Pr的摻雜量、水解反應溫度等條件對催化制氫性能的影響。實驗結(jié)果表明:稀土元素Pr的加入避免了Co-B催化劑的大規(guī)模團聚,促進納米顆粒的分散,暴露活性位點,增強了催化劑的催化性能;當Co∶Pr=16∶4時,催化劑具有較高的活性;在反應溫度為25℃時,Co-Pr-B催化劑催化硼氫化鈉水解制氫速率為12 858mL/（min·g）,催化劑表現(xiàn)出了較高的活性;根據(jù)動力學計算可得,Co-Pr-B合金催化劑催化堿性NaBH4溶液制備氫氣的反應活化能為31.78 kJ/mol。 

【文章來源】：天津工業(yè)大學學報. 2020,39(01)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

Co-B和Co-Pr-B(Co∶Pr=16∶4）催化劑粉末的XRD圖

采用XPS對Co-Pr-B催化劑進行表征，結(jié)果如圖2所示。由圖2(a）可見，在結(jié)合能為780.8 e V和786.4 eV對應為Co2p3/2的峰，表明Co存在為金屬態(tài)和氧化態(tài)，氧化態(tài)的鈷可能為催化劑制備或存儲過程中暴露于空氣中形成[25-26]。圖2(b）中在結(jié)合能為192.1 e V處對應為B1s的峰。B1s對應的結(jié)合能與B單質(zhì)（187.1eV）相比產(chǎn)生了正向偏移，這表明合金化的Co-Pr-B催化劑中B的電子轉(zhuǎn)移到金屬Co的d軌道上，使金屬Co富電子而B電子不足。在反應過程中，活性中心Co因富電子而排斥氧原子。因此合金化的催化劑有效地防止了活性中心在環(huán)境中被氧化。從圖2(c）可得，在結(jié)合能933.7 eV處出現(xiàn)Pr3d5/2的主峰，表明Pr在催化劑中以Pr2O3的形式存在。

催化劑的性質(zhì)由其結(jié)構(gòu)決定，通過TEM對Co-B和Co-Pr-B催化劑的微觀形貌進行表征。結(jié)果如圖3所示。從圖3(a）中可以看出，Co-B催化劑為無定型結(jié)構(gòu)，顆粒間相互堆疊。從圖3(b）中可以看出，隨著Pr的摻雜，Co-Pr-B納米顆粒為不規(guī)則的絮狀結(jié)構(gòu)，顆粒間膨松且粘連現(xiàn)象減輕，有利于活性位點的暴露，避免了Co-B催化劑的團聚。采用EDS對Co-Pr-B納米催化劑的元素種類和含量進行測定，見圖4。

【參考文獻】：
期刊論文
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