能源是人類賴以生存的最重要的物質(zhì)，是人類發(fā)展中最重要的資源。近代工業(yè)飛速發(fā)展，對能源的消耗越來越大，與此同時帶來的環(huán)境污染問題與能源枯竭問題也越來越嚴重。氫能作為高效潔凈的二次能源，近年來受到人們的廣泛關(guān)注。作為一種儲氫材料NaBH4有很高的儲氫密度(10.6 wt.%)，而且，在NaBH4水解放氫的反應(yīng)中，釋放出的氫氣有一半是來自于水，也就是說每當有1 g NaBH4水解時，最大可以釋放出0.212 g的氫氣。NaBH4水解制氫產(chǎn)出的氫氣純度高，不含CO、CO2等雜質(zhì)氣體，能夠滿足燃料電池對純度的要求，另外它還具有反應(yīng)易控制、安全性高、無毒無污染等優(yōu)點。

硼氫化物可以通過熱解和水解兩種方式釋放氫氣，但是熱解需要高溫環(huán)境，因此限制了它的實際應(yīng)用。硼氫化物水解過程操作簡單，方便易行，加入合適的催化劑后室溫下就可以快速的釋放氫氣。另外，反應(yīng)產(chǎn)物中的氫氣有一半是來源于水，更提高了其產(chǎn)氫的能力。但是，單純的硼氫化物水解速率特別慢，因此，尋找高效廉價的催化劑是硼氫化物水解放氫應(yīng)用的關(guān)鍵步驟。

貴金屬催化劑具有很高的催化效率，通過多孔碳作為載體，可以使貴金屬粒子均勻分散且不發(fā)生團聚，可以提高催化效果；并通過對多孔碳進行氮摻雜提高催化劑的潤濕性，同時為納米粒子提供更多的活性位點。貴金屬催化劑類的現(xiàn)有技術(shù)雖然產(chǎn)氫速率比較高，但是均存在釕等貴金屬原料成本價格昂貴，無法滿足大規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)問題。解決貴金屬的問題，常用的方法是采用Co、Ni等非貴金屬對貴金屬進行替代。

本發(fā)明的目的是要提供一種負載CoB納米粒子的氮摻雜多孔碳材料。通過鈷元素代替釕元素，實現(xiàn)降低原料成本的同時，保證良好的催化性能。

具體原理為：并且采用原位還原法，使鈷元素穩(wěn)定負載在碳材料上；以氨硼烷代替現(xiàn)有技術(shù)常用還原劑硼氫化鈉，以實現(xiàn)引入硼元素，并同時避免了引入鈉元素在還原過程的殘留；最終實現(xiàn)為產(chǎn)氫速率較現(xiàn)有技術(shù)有大幅提升和催化劑團聚、循環(huán)性能差的技術(shù)效果。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種負載CoB納米粒子的氮摻雜多孔碳材料，將多孔碳材料加入一定量的含氮化合物，通過水熱法、活化法和高溫熱處理方法，得到不規(guī)則球狀氮摻雜多孔碳材料，然后經(jīng)過原位還原的方法將CoB負載到氮摻雜多孔碳材料上，得到負載CoB納米粒子的氮摻雜多孔碳材料，負載CoB納米粒子的氮摻雜多孔碳材料為在不規(guī)則球狀氮摻雜多孔碳材料表面和孔道內(nèi)均勻負載CoB納米粒子，最終呈規(guī)則球狀，其比表面積為1359-2524 mg ，孔徑分布為1.60-2.40 nm。

負載CoB納米粒子的氮摻雜多孔碳材料的制備方法包括以下步驟：

步驟1）多孔碳材料的預(yù)處理，將多孔碳材料與含氮化合物和堿性無機物按一定質(zhì)量比混合，浸泡在去離子水中，在室溫下攪拌2h后烘干；然后在保護氣條件下，以一定條件煅燒活化；最后經(jīng)稀鹽酸溶液浸泡，經(jīng)過洗滌、過濾、烘干、研磨，得到摻氮多孔碳材料；

步驟2）CoB納米粒子的負載，以一定負載量，將步驟1所得摻氮多孔碳材料加入CoCl2.6H2O水溶液超聲處理1h后得到混合溶液，以一定量的氨硼烷作為還原劑溶解再乙醇的水溶液中，逐滴加入前述混合溶液中，得到黑色的懸濁液，經(jīng)過濾、洗滌、干燥，即得到負載CoB納米粒子的氮摻雜多孔碳材料。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下優(yōu)點：

1、本發(fā)明利用原位還原法制備負載CoB納米粒子的摻氮多孔碳材料，其中在多孔碳材料上引入氮原子摻雜可以修飾其外層電子結(jié)構(gòu)，從而影響其物理化學(xué)性能，改變材料的催化性能。

2、本方法制備的摻氮多孔結(jié)構(gòu)碳材料的比表面積為1359-2524m2 g-1、平均孔徑為1.60-2.40 nm，孔徑分布均一。

3、本發(fā)明負載CoB納米粒子的摻氮多孔碳材料及其制備方法在硼氫化物水解制氫中的應(yīng)用，使其可以在常溫常壓下實現(xiàn)催化水解，放氫量為100%，水解放氫的速率可達2446.23 mL min-1g-1，可以達到貴金屬催化效果的80%左右。

4、本發(fā)明用非貴金屬代替貴金屬，大大的節(jié)約了成本，適合大批量生產(chǎn)，而且本發(fā)明制作的催化劑具有磁性，利于回收，回收率高達100%。

因此，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有更優(yōu)良的催化性能，提高了催化速率，在硼氫化物水解制氫中的應(yīng)用領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。