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NiB是一种镍基非晶态合金,Ni和B原子在三维空间结构上的排列呈现“玻璃态”的各向同性,具有长程无序、短程有序的微观结构,特殊的结构赋予了非晶合金NiB独特的物化性质及特殊用途。作为新型的催化材料,NiB具有较高的催化活性和选择性,价格低廉,易于回收,因而已成为新型催化剂领域的研究热点,广受科技界关注。作为国家自然科学基金项目(No.21076063)研究内容的一个组成部分,本文主要围绕不同形态的Ni基非晶态合金展开研究,侧重于镍基非晶态合金的制备、物相分析、形貌观察,及其作催化剂的活性评价。现已完成以下几项主要研究内容工作:1.分别采用微乳液法、络合还原法、表面活性剂辅助法等三种方法制备了NiB非晶合金催化剂。(1).通过调变微乳体系中十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、正戊醇和水溶量,用微乳液成功制备了多形貌非晶态合金NiB微粉。结果表明,随着CTAB/水的增大,产物由球形转化为枝状,而含醇量的升高,产物粒径变小。(2).通过向镍盐溶液中分别加入乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)、水杨酸、氨水三种络合能力依次递增的络合助剂,用络合还原法制备出了粒径不一、形貌各异的NiB。结果显示,EDTA作为络合剂所得NiB的分散度较好,且对NaBH4水解制氢的催化能力较强。(3).分别选用阳离子表面活性剂CTAB、阴离子表面活性剂(十二烷基硫酸钠,SDS)和非离子表面活性剂(曲拉通,OP-10)三种不同类型的表面活性助剂,以辅助水热法制备了形貌不同的NiB。研究发现,OP-10辅助制备的NiB对NaBH4水解制氢的催化能力较强。2.采用表面活性剂辅助的原位化学还原技术,借助于Fe/(Fe+Ni)摩尔配比的调变,制备出了双金属合金催化剂NiFeB。(1).分别以不同类型的铁盐体系作为前驱体,考察了铁盐前驱体及其加入量对NiFeB合金的物相和形貌的影响,研究比较了其催化NaBH4水解制氢速率的活性。结果发现,控制NiFeB合金中适宜量的铁含量,对于提高NiB催化剂的催化活性非常重要。(2).选用CTAB、SDS和OP-10三种不同类型的表面活性剂,以辅助水热法制备了NiFeB催化剂。非离子型表面活性剂OP-10辅助水热制备的NiFeB对NaBH4水解制氢的催化能力相对较强。3.以碳纳米管(CNTs)、活性炭(AC)、氧化硅(SiO2)作为载体,制备出了负载型NiB催化剂。对比研究表明,与非负载型NiB相比,负载型NiB的热稳定性和催化活性均有所提高,其中以碳纳米管负载的NiB催化剂对NaBH4水解制氢的催化能力最强。4.镍基非晶态合金用于NaBH4的催化水解,升高反应温度,有利于加快NaBH4水解反应速率;NaBH4在溶液中的浓度对于产氢速率影响不大,具有零级反应的动力学特征;维持5%的NaOH浓度,能够抑制NaBH4的水解,而把NaOH浓度控制在10%至15%之间时,则可大幅提升NaBH4溶液的水解产氢速率。