CN115709078A - 低温液相有机储氢脱氢催化剂、制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了低温液相有机储氢脱氢催化剂、制备方法及其应用，催化剂，包括载体以及负载于载体的活性金属，活性金属选自钯、钼，其中活性金属在催化剂中的占比为：0.75‑3wt.％。本发明的脱氢催化剂，生产制备简单，并且具有更好的低温反应活性和脱氢效率，成本控制性好，应用前景好。
Description
技术领域
本发明是关于液体储氢技术，特别是关于一种低温液相有机储氢脱氢催化剂、制备方法及其应用。
背景技术
氢能源清洁无污染、高热值等一系列的优势使其在近几十年来备受期待，被许多人认为是解决能源问题、发展低碳经济不可或缺的一部分。尽管氢能源正在蓬勃发展，但是制氢、储氢和燃料电池三个方面的关键问题并没有得到很好的解决。特别是作为起到氢气制备与应用之间桥梁作用的储氢，还未有特别成熟的可广泛应用的储氢方式。目前的车载储氢方式还是利用物理型高压储氢罐储氢的方式，在能量效率、体积储氢量、安全性等方面还有许多不足之处。因此，高效储氢材料的缺乏可以说是氢能源发展中一个亟待解决的瓶颈问题。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低温液相有机储氢脱氢催化剂、制备方法及其应用，生产制备简单，并且具有更好的低温反应活性和脱氢效率，应用成本好。
为实现上述目的，本发明的实施例提供了低温液相有机储氢脱氢催化剂，包括载体以及负载于载体的活性金属，活性金属选自钯、钼，其中活性金属在催化剂中的占比为：0.75-3wt.％。
在本发明的一个或多个实施方式中，活性金属中钯在催化剂中的占比为：0.25-1.5wt.％。
在本发明的一个或多个实施方式中，活性金属中钼在催化剂中的占比为：0.25-1wt.％。
在本发明的一个或多个实施方式中，催化剂中活性金属的钯、钼的质量比为1：(0.5-2)。
在本发明的一个或多个实施方式中，载体为经过尿素和铜盐处理过的氧化铝载体。
在本发明的一个或多个实施方式中，载体为氧化铝球。优选为多孔氧化铝球。
在本发明的一个或多个实施方式中，低温液相有机储氢脱氢催化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)、准备载体；(2)、准备包括有钯源和钼源的溶液A，将载体在溶液A中充分浸润后干燥，再在氢气氛围下还原，冷却即可。优选的溶液A为硝酸钯和钼酸的混合溶液。进一步的，溶液中硝酸钯的浓度为0.01222-0.07330M。进一步的，溶液中钼酸的浓度为0.02485-0.1491M。
在本发明的一个或多个实施方式中，准备载体包括为以尿素硝酸铜的混合水溶液对氧化铝载体浸润后，干燥，再进行高温处理即可。
在本发明的一个或多个实施方式中，载体的干燥为100-110℃干燥2-2.5h，以充分去除水分的影响。
在本发明的一个或多个实施方式中，高温处理为将干燥后的氧化铝载体，以3-5℃/min速度升温至500-550℃，维持2-4h；再以5-8℃/min速度升温至750-800℃，维持2-3h。
在本发明的一个或多个实施方式中，载体浸润后的干燥条件为100℃干燥1-2h。
在本发明的一个或多个实施方式中，氢气氛围下还原为800-850℃还原1-3h。
在本发明的一个或多个实施方式中，如前述的低温液相有机储氢脱氢催化剂在液体储氢/脱氢中的应用，催化剂至少参与加氢反应后的有机液体储氢材料的脱氢反应，实现氢气释放。
与现有技术相比，针对当前液相有机储氢的脱氢温度较高的问题，根据本发明实施方式的低温液相有机储氢脱氢催化剂、制备方法及其应用，本发明中脱氢催化剂可以在较低的温度下实现脱氢，大大降低了脱氢过程的能耗。
具体实施方式
下面结对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
氧化铝球采用多孔的或者常规的都可以满足本发明方案的实施需求，而一般而言多孔氧化铝球会体现出更好的催化效果。在本发明方案中，氧化铝球为多孔结构时，可以孔径选择范围可以在0.5-50μm，而孔容为0.05-10cm3/g。
实施例组1
载体制备
1.将2g尿素和18.8g硝酸铜溶解于100g水中，得溶液A；
2.将经过200℃烘干的氧化铝球(孔径1μm，孔容为3cm3/g)放入溶液A中，浸润12h；
3.将浸润后的氧化铝球取出，100℃干燥2h，去除水分；
4.将干燥后的氧化铝球，以5℃/min速度升温至550℃，维持3h；再以5℃/min速度升温至800℃，维持2h；
5.降温冷却后，取出处理后的氧化铝球，作为催化剂载体(载体1)；
催化剂制备
1.配置硝酸钯和钼酸溶液，参见下表1；
2.将制备好的催化剂载体加入溶液中，浸润12h，浸润以充分浸润即可，而对时间无特殊需求；
3.将浸润后的催化剂载体取出，100℃干燥2h，去除水分；
4.在氢气氛围下，800℃还原2h；
5.冷却后，取出催化剂；
催化剂测试方法
1.称取40g 12氢-乙基咔唑，2g催化剂，加入高温反应釜中；
2.使用氢气反复置换高温反应釜；保持常压；
3.开启搅拌(300～1500pm)，开启升温250℃保持，脱氢结果见下表1；
表1组1参数及测试表
实施例组2
载体制备
1.将2g尿素和18.8g硝酸铜溶解于100g水中，得溶液A；
2.将经过200℃烘干的氧化铝球(孔径0.5μm，孔容为10cm3/g)放入溶液A中，浸润12h；
3.将浸润后的氧化铝球取出，110℃干燥2.5h，去除水分；
4.将干燥后的氧化铝球，以3℃/min速度升温至525℃，维持2h；再以6℃/min速度升温至750℃，维持2.5h；
5.降温冷却后，取出处理后的氧化铝球，作为催化剂载体(载体2)；
催化剂制备
1.配置硝酸钯和钼酸溶液，参见下表2；
2.将制备好的催化剂载体加入溶液中，浸润20h；
3.将浸润后的催化剂载体取出，100℃干燥2h，去除水分；
4.在氢气氛围下，850℃还原3h；
5.冷却后，取出催化剂；
催化剂测试方法
1.称取40g 12氢-乙基咔唑，2g催化剂，加入高温反应釜中；
2.使用氢气反复置换高温反应釜；保持常压；
3.开启搅拌(300～1500pm)，开启升温250℃保持，脱氢结果见下表2；
表2组2参数及测试表
实施例组3
载体制备
1.将2g尿素和18.8g硝酸铜溶解于100g水中，得溶液A；
2.将经过200℃烘干的氧化铝球(孔径10μm，孔容为2cm3/g)放入溶液A中，浸润12h；
3.将浸润后的氧化铝球取出，105℃干燥2.2h，去除水分；
4.将干燥后的氧化铝球，以4℃/min速度升温至500℃，维持4h；再以8℃/min速度升温至780℃，维持3h；
5.降温冷却后，取出处理后的氧化铝球，作为催化剂载体(载体3)；
催化剂制备
1.配置硝酸钯和钼酸溶液，参见下表3；
2.将制备好的催化剂载体加入溶液中，浸润18h；
3.将浸润后的催化剂载体取出，100℃干燥1.5h，去除水分；
4.在氢气氛围下，825℃还原1h；
5.冷却后，取出催化剂；
催化剂测试方法
1.称取40g 12氢-乙基咔唑，2g催化剂，加入高温反应釜中；
2.使用氢气反复置换高温反应釜；保持常压；
3.开启搅拌(300～1500pm)，开启升温250℃保持，脱氢结果见下表3；
表3组3参数及测试表
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (10)
1.一种低温液相有机储氢脱氢催化剂，包括载体以及负载于载体的活性金属，所述活性金属选自钯、钼，其中所述活性金属在催化剂中的占比为：0.75-3wt.％。
2.如权利要求1所述的低温液相有机储氢脱氢催化剂，其特征在于，所述活性金属中钯在催化剂中的占比为：0.25-1.5wt.％。
3.如权利要求1所述的低温液相有机储氢脱氢催化剂，其特征在于，所述活性金属中钼在催化剂中的占比为：0.25-1wt.％。
4.如权利要求1-3任一所述的低温液相有机储氢脱氢催化剂，其特征在于，所述催化剂中活性金属的钯、钼的质量比为1：(0.5-2)。
5.如权利要求1所述的低温液相有机储氢脱氢催化剂，其特征在于，所述载体为经过尿素和铜盐处理过的氧化铝载体。
6.如权利要求5所述的低温液相有机储氢脱氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述载体为氧化铝球。
7.低温液相有机储氢脱氢催化剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)、准备载体；
(2)、准备包括有钯源和钼源的溶液A，将载体在所述溶液A中充分浸润后干燥，再在氢气氛围下还原，冷却即可。
8.如权利要求7所述的低温液相有机储氢脱氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述准备载体为以尿素硝酸铜的混合水溶液对氧化铝载体浸润后，干燥，再进行高温处理即可。
9.如权利要求7所述的低温液相有机储氢脱氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述高温处理为将干燥后的氧化铝载体，以3-5℃/min速度升温至500-550℃，维持2-4h；再以5-8℃/min速度升温至750-800℃，维持2-3h。
10.如权利要求1-5任一所述的低温液相有机储氢脱氢催化剂在液体储氢/脱氢中的应用，所述催化剂至少参与加氢反应后的有机液体储氢材料的脱氢反应，实现氢气释放。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109701588A (zh) * | 2017-10-26 | 2019-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 脱氢催化剂及其制备方法 |
| CN111569901A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-08-25 | 上海簇睿低碳能源技术有限公司 | 一种用于有机储氢材料加氢与脱氢非贵金属与贵金属双金属催化剂的制备方法和应用 |
| CN113941328A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-01-18 | 苏州金宏气体股份有限公司 | 铂/钼脱氢催化材料、制备方法及其应用 |
| CN114653366A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-06-24 | 苏州金宏气体股份有限公司 | 二氧化碳制备甲酸用催化剂及其制备工艺 |
| CN114700084A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-07-05 | 北京海望氢能科技有限公司 | 用于有机储氢液体加氢与脱氢的催化剂及其制备方法和有机储氢液体加氢与脱氢的方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109701588A (zh) * | 2017-10-26 | 2019-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 脱氢催化剂及其制备方法 |
| CN111569901A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-08-25 | 上海簇睿低碳能源技术有限公司 | 一种用于有机储氢材料加氢与脱氢非贵金属与贵金属双金属催化剂的制备方法和应用 |
| CN113941328A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-01-18 | 苏州金宏气体股份有限公司 | 铂/钼脱氢催化材料、制备方法及其应用 |
| CN114653366A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-06-24 | 苏州金宏气体股份有限公司 | 二氧化碳制备甲酸用催化剂及其制备工艺 |
| CN114700084A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-07-05 | 北京海望氢能科技有限公司 | 用于有机储氢液体加氢与脱氢的催化剂及其制备方法和有机储氢液体加氢与脱氢的方法 |
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