Ni-PtLa2O3催化N2H4•H2O分解制氢性能及其反应动力学
采用共沉淀法制备的Ni90Pt10/La2O3 催化剂对N2H4•H2O分解制氢的性能进行了测试, 并将其与单金属Ni/La2O3和Pt/La2O3催化剂进行了比较, 结果如表1 所示. 可见, Ni/La2O3催化剂的反应速率为6 h-1,制氢选择性为72%, 而Pt/La2O3催化剂对N2H4•H2O分解完全没有活性. 但是, 在Ni/La2O3催化剂中仅引入10%Pt 制备的Ni90Pt10/La2O3 催化剂, 其性能就有明显改善. 在323 K, 0.5 mol/L NaOH测试条件下, 该催化剂催化N2H4•H2O分解制氢的反应速率200 h-1,制氢选择性96%. 元素分析测得该催化剂的实际组分为49.4%Ni89.6Pt10.4/50.6%La2O3. 引入少量不具催化活性的Pt, 单金属Ni/La2O3催化剂的性能得到极大的改进, 是因为Ni 和Pt 形成了Ni-Pt 合金. 目前普遍认为合金化改性机理主要与Pt 调节了Ni 的电子结构和几何构型相关。
到N2H4•H2O催化分解反应动力学方程为:r = -d[N2H4 ⋅H2O]/dt =k[N2H4 ⋅H2O]0.3[NaOH]0(0.12)[Ni]1.03 (1)式中, k=2435exp(-51.53/(RT)). 该动力学方程可为N2H4•H2O催化分解制氢装置设计提供参数