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专利号: 2021101795063
申请人: 天津理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种室温催化制氢的方法,其特征在于,所述方法包含如下步骤:S1、提供载体;

其中,所述载体包括常见碳纸或超薄碳膜;

S2、用物理气相沉积方法生长金属纳米颗粒;

利用物理气相沉积方法,把金属靶材制备成金属纳米颗粒,均匀的分散在所述载体上,具体包括如下步骤:

调整物理气相沉积过程中的功率为1‑10W,氩气流为50‑100标准毫升/分钟,沉积时间为1—10s以得到具有晶面间距膨胀率为8%以上的金属纳米颗粒,所述金属纳米颗粒的平均粒径尺寸为2‑7nm;其中,晶面间距膨胀率的计算公式为:S3、催化制氢;

把载有所述金属纳米颗粒的载体封装到塑料制管材中,先通入纯氩气冲刷管路10‑100分钟,再在室温下通入一个大气压的纯甲烷气体,进行催化反应以得到氢气,其中,所述催化反应的化学反应方程式为:

2CH4→H2+C2H6,C2H6→H2+C2H4,C2H4→H2+C2H2,C2H2→H2+2C。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述金属靶材包括金、铁、或镍靶材。

3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述物理气相沉积方法包括:真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜,及分子束外延中的其中一种或几种。

4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述金属靶材的纯度大于99.99%。

5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤S2中物理气相沉积过程中的功率为10W,沉积时间为10s,所述金属靶材包括金,所述金属纳米颗粒{111}和{200}晶面间距分别为 和 {111}和{200}晶面间距膨胀率分别为12%、12%。

6.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤S2中物理气相沉积过程中的功率为1W,沉积时间为5s,所述金属靶材包括金,所述金属纳米颗粒{111}晶面间距为{111}晶面间距膨胀率为8%,所述金属纳米颗粒的平均粒径为2nm。

7.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤S2中物理气相沉积过程中的功率为10W,沉积时间为1s,所述金属靶材包括镍,所述金属纳米颗粒{111}晶面间距为{111}晶面间距膨胀率为10%。