CN116099549A - 一种三元合金脱氢催化剂、制备方法及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明属于储氢材料脱氢技术领域，具体涉及一种三元合金脱氢催化剂、制备方法及其用途，所述脱氢催化剂包括以下组分：（a）活性组分，所述活性组分为包含Pt和另外两种金属的三元合金，所述三元合金的粒径为1.5‑2.5nm，所述活性组分的总含量为0.03wt.%‑8wt.%，所述另外两种金属选自Fe、Co、Ni和Sn中的两种；和（b）载体，所述载体为尖晶石类载体，所述载体的含量为除活性组分以外的催化剂剩余含量，所述尖晶石类载体具有AB2O4结构。
Description
技术领域
本发明属于储氢材料脱氢技术领域，具体涉及一种三元合金脱氢催化剂及其制备方法，进一步涉及所述脱氢催化剂的用途。
背景技术
随着社会经济的发展，人类对能源的需求不断增长，导致碳排放加剧、地球温室效应等环境问题日益严峻。氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度高、燃烧清洁的绿色可持续新能源，是解决可再生能源波动性、实现跨季节、长周期储能的重要路径之一，已成为全球能源转型的重要方向。
然而，氢气储运是一大难题，已成为制约氢能产业发展的瓶颈。氢在通常条件下以气态形式存在，且易燃、易爆、易扩散，使得人们在实际应用中要优先考虑氢储存和运输中的安全、高效和无泄漏损失问题，这就给储存和运输带来很大的困难。因此，需要探索新型、高效的储氢技术，以满足未来低碳氢能社会的能源需求。
液体有机氢化物储氢的技术原理是利用不饱和液态芳烃和对应环烷烃之间的加氢--脱氢可逆反应对，来实现氢气的储存和释放利用的。液体有机氢化物储氢能力远高于高压压缩储氢和金属氢化物储氢方法，因此，该技术可用于长周期的季节性储氢和远距离输氢。但由于其脱氢反应具有强吸热和高度可逆的特点，且常伴有副反应发生，导致其脱氢过程所产生的氢气纯度不高、产氢速率较低。因此，开发出高稳定性、高转化率和高选择性的脱氢催化剂是有机液体氢化物储氢技术应用的关键。
甲基环己烷(MCH)的脱氢过程在热力学上属于强吸热反应，高温、低压的条件有利于脱氢过程的正向推进，通常使用的脱氢催化剂主要为负载型金属催化剂。由于制备方法简单并且成本低廉，贵金属负载于Al2O3催化剂被广泛用来作为有机液体储氢材料的脱氢催化剂，但是此催化剂的载体Al2O3表面存在弱酸性，在反应过程中易发生结焦，使得此催化剂的稳定性较差，从而降低过程的催化剂效率；Pt系催化剂因其优良的脱氢性能，在脱氢反应过程中得到广泛应用，但由于贵金属Pt的成本较高，为了减少贵金属Pt的使用量，通常添加第二组分，如Ni、Mo、Re、Rh、Sn等的非贵金属，但如何在添加第二组分的同时实现催化脱氢活性的提高是一个亟待突破的难点；而添加第三种组分来获得高活性的三元金属催化剂少见报道。
本发明为了提升催化剂活性和稳定性，创造性地提出了一种活性金属高度均匀分散、高活性、高稳定性的三元合金脱氢催化剂、制备方法及其用途。
发明内容
本发明提供一种负载于具有AB2O4结构的尖晶石类载体上的三元合金脱氢催化剂及其制备方法，所述催化剂可用于烷烃如环烷烃特别是甲基环己烷的脱氢反应，该催化剂具有均匀分散、高活性、高稳定性的特点，解决了活性组分分散不均匀、催化剂活性不高、稳定性不足，且抑制积碳性能不佳的问题。
一方面，本发明提供了一种脱氢催化剂，包括以下组分：
（a）活性组分，所述活性组分为包含Pt和另外两种金属的三元合金，所述活性组分的含量为0.03wt.%-8wt.%；和
（b）载体，所述载体为尖晶石类载体，所述载体的含量为除活性组分以外的催化剂剩余含量。
根据本发明的一些实施方式，所述三元合金的粒径为1.5-2.5nm。
根据本发明的一些实施方式，所述活性组分的含量为0.25 wt.%-5 wt.%；优选为1wt.%-2wt.%。根据本发明的另一些实施方式，所述活性组分的含量为1wt.%、1.08 wt.%、1.1wt.%、1.5wt.%、1.58wt.%、1.9wt.%或2.0wt.%。
根据本发明的一些实施方式，所述另外两种金属选自Fe、Co、Ni和Sn中的两种。根据本发明的另一些实施方式，所述另外两种金属选择Fe和Co；根据本发明的另一些实施方式，所述另外两种金属选择Fe和Ni；根据本发明的另一些实施方式，所述另外两种金属选择Fe和Sn；根据本发明的另一些实施方式，所述另外两种金属选择Ni和Co；根据本发明的另一些实施方式，所述另外两种金属选择Sn和Co；根据本发明的另一些实施方式，所述另外两种金属选择Ni和Sn。
根据本发明的另一些实施方式，所述三元合金由Pt、Fe和Co组成，其中，Pt、Fe和Co的摩尔比为1:（0.1-5）:（0.1-5）；或者，所述三元合金由Pt、Sn和Co组成，其中Pt、Sn和Co的摩尔比为1:（0.1-5）:（0.1-5）。根据本发明的另一些实施方式，所述三元合金由Pt、Fe和Co组成，其中，Pt、Fe和Co的摩尔比为1:（0.5-3）:（0.5-3）；或者，所述三元合金由Pt、Sn和Co组成，其中Pt、Sn和Co的摩尔比为1:（0.5-3）:（0.5-3）。优选地，所述三元合金由Pt、Fe和Co组成，其中，Pt、Fe和Co的摩尔比为1:1:1或1:2:2，或者，所述三元合金由Pt、Sn和Co组成，其中Pt、Sn和Co的摩尔比为1:1:1或1:2:2。
根据本发明的一些实施方式，所述三元合金选自PtFeCo、PtFe2Co2、PtFeNi、PtFe2Ni2、PtNiCo、PtNi2Co2、PtSnCo、PtSn2Co2、PtSnNi、PtSn2Ni2、PtFeSn、PtFe2Sn2中的至少一种；优选为PtFeCo、PtFe2Co2、PtSnCo或PtSn2Co2。
根据本发明的一些实施方式，所述尖晶石类载体具有AB2O4结构，其中A选自可形成二价阳离子的金属中的至少一种，B选自可形成三价阳离子的金属中的至少一种。根据本发明的另一些实施方式，A选自Mg、Ca和Zn的至少一种，B选自Al和Fe的至少一种。根据本发明的另一些实施方式，A优选为Mg和Ca的组合；任选地，A的优选组成为Mg和Ca的摩尔比为（0.20-5）:1，优选为4:1。根据本发明的另一些实施方式，B优选为Al。
根据本发明的一些实施方式，所述尖晶石类载体为CaxMg1-xAl2O4，其中，0.15 ≤ x≤ 0.8，优选为0.15 ≤ x ≤ 0.5，更优选为0.15 ≤ x ≤ 0.25。根据本发明的另一些实施方式，所述尖晶石类载体为Ca0.2Mg0.8Al2O4。
另一方面，本发明提供一种脱氢催化剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）采用液相还原法制备作为活性组分的三元金属胶体；
（2）将三元金属胶体与尖晶石类载体混合，搅拌吸附，分离固体，干燥，热处理，制得脱氢催化剂；
其中，所述三元金属胶体包含Pt和另外两种金属，所述另外两种金属选自Fe、Co、Ni和Sn中的两种；所述尖晶石类载体和脱氢催化剂均如本发明所述。
根据本发明的一些实施方式，其中，根据本发明所述制备方法制备所得的脱氢催化剂包含尖晶石类载体，所述尖晶石类载体中，A为Mg和Ca的组合，其中Mg和Ca的摩尔比为（0.20-5）:1，优选为4:1；B为Al。根据本发明的另一些实施方式，所述尖晶石类载体为CaxMg1-xAl2O4，其中，0.15 ≤ x ≤ 0.8，优选为0.15 ≤ x ≤ 0.5。根据本发明的另一些实施方式，所述尖晶石类载体为Ca0.2Mg0.8Al2O4。
根据本发明的一些实施方式，采用共沉淀法或溶胶凝胶法制备尖晶石类载体。
根据本发明的一些实施方式，采用共沉淀法制备尖晶石类载体。任选地，所述共沉淀法包括：将A的前驱体和/或B的前驱体的溶液与沉淀剂进行共沉淀，然后过滤、洗涤、干燥，最后焙烧得到所述载体。
根据本发明的另一些实施方式，所述A的前驱体选自其硝酸盐、醋酸盐、卤化物、硫酸盐中的至少一种，所述B的前驱体选自其硝酸盐、醋酸盐、卤化物、硫酸盐中的至少一种；所述A的前驱体和/或B的前驱体的溶液是指A的前驱体和/或B的前驱体的水溶液。
根据本发明的另一些实施方式，所述沉淀剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸铵、碳酸氢铵和氨水中的至少一种。
根据本发明的另一些实施方式，所述共沉淀过程包括：将沉淀剂或其溶液加入A的前驱体和/或B的前驱体的溶液中，调节pH为8.0-11.0；优选地，调节pH为9.0-10.0。
根据本发明的另一些实施方式，所述干燥为80-120℃下干燥6-18h，优选地在120℃下干燥12h；所述焙烧是指在400-600℃空气气氛下焙烧2-7h，优选地在500℃空气气氛下焙烧5h。
根据本发明的一些实施方式，采用溶胶凝胶法制备尖晶石类载体。任选地，所述溶胶凝胶法包括：将A的前驱体和/或B的前驱体与络合剂混合，搅拌得到均匀溶胶，干燥、焙烧，得到所述载体。
根据本发明的另一些实施方式，所述A的前驱体选自其硝酸盐、醋酸盐、卤化物、硫酸盐中的至少一种，所述B的前驱体选自其硝酸盐、醋酸盐、卤化物、硫酸盐中的至少一种。
根据本发明的另一些实施方式，所述络合剂选自柠檬酸、草酸、酒石酸、EDTA中的至少一种；优选地选自柠檬酸。
根据本发明的另一些实施方式，所述A的前驱体和/或B的前驱体可与络合剂直接混合；根据本发明的另一些实施方式，所述A的前驱体和/或B的前驱体与络合剂在溶剂中混合，所述溶剂选自水（优选为去离子水）、甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇中的至少一种。
根据本发明的另一些实施方式，所述搅拌可以在室温或加热条件下进行；任选地，所述加热是指加热至50-120℃，优选地加热至60-100℃。当所述A的前驱体和/或B的前驱体与络合剂在溶剂中混合时，所得混合溶液优选在加热条件下搅拌，同时将溶液蒸干，形成干凝胶状。
根据本发明的另一些实施方式，所述干燥是指80-120℃干燥6-18h，优选为110-120℃干燥10-12h。根据本发明的另一些实施方式，所述焙烧是指在600-1000℃空气气氛下焙烧4-6h，优选地在500-800℃空气气氛下焙烧5h。
根据本发明的一些实施方式，步骤（1）包括以下步骤：将保护剂溶于溶剂中，将铂前驱体和另外两种金属的前驱体加入上述溶液中，形成均匀溶液；将碱溶液加入上述溶液中，调节pH至11-14，得到保护剂包裹的三元金属胶体。
根据本发明的另一些实施方式，所述保护剂选自聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和聚乙二醇（PEG）中的至少一种；所述溶剂选自水、甲醇、乙醇中的至少一种，优选地选自水；所述铂前驱体为可溶性铂盐或铂酸，优选地选自硝酸铂和氯铂酸中的一种；所述另外两种金属的前驱体为其可溶性盐，优选地选自所述金属的硝酸盐和所述金属的氯化盐中的至少一种。根据本发明的另一些实施方式，所述碱溶液选自氢氧化钠水溶液和氢氧化钾水溶液中的至少一种。根据本发明的另一些实施方式，加入碱溶液调节pH为12-14，优选为13。
根据本发明的另一些实施方式，所述另外两种金属选自Fe、Sn和Co中的两种。根据本发明的另一些实施方式，所述另外两种金属选自Fe、Sn和Co中的两种，所述前驱体为其可溶性盐，优选为氯化铁、氯化锡、氯化钴或它们的水合物。
根据本发明的一些实施方式，步骤（2）中，所述分离优选为离心分离；所述干燥为真空干燥，优选地干燥温度为50-80℃；所述热处理为在惰性气氛下600-1000℃焙烧2-6h，优选为在惰性气氛下800℃焙烧4h；优选地，所述惰性气体为氮气。所述负载于载体的被保护剂包裹的金属胶体在惰性气氛下经热处理即可还原成相应的金属合金，进而得到所述的三元合金脱氢催化剂，而无需使用硼氢化钠等还原剂或其他还原手段，更加简便。
根据本发明的一些实施方式，根据本发明所述制备方法制备所得的脱氢催化剂，其包括以下组分：
（a）活性组分，所述活性组分为包含Pt和另外两种金属的三元合金，所述活性组分的含量为0.03wt.%-8wt.%，所述三元合金的粒径为1.5-2.5nm；和
（b）载体，所述载体为尖晶石类载体，所述载体的含量为除活性组分以外的催化剂剩余含量；
其中，所述另外两种金属选自Fe、Co、Ni和Sn中的两种；
所述尖晶石类载体具有AB2O4结构，其中A选自Mg、Ca和Zn中的至少一种，B选自Al和Fe的至少一种。
根据本发明的另一些实施方式，本发明所述制备方法制备所得的脱氢催化剂中，所述活性组分的含量为0.25 wt.%-5 wt.%。
根据本发明的另一些实施方式，本发明所述制备方法制备所得的脱氢催化剂中，所述三元合金由Pt、Fe和Co组成，其中，Pt、Fe和Co的摩尔比为1:（0.1-5）:（0.1-5）；或者，所述三元合金由Pt、Sn和Co组成，其中Pt、Sn和Co的摩尔比为1:（0.1-5）:（0.1-5）。根据本发明的另一些实施方式，所述三元合金由Pt、Fe和Co组成，其中，Pt、Fe和Co的摩尔比为1:（0.5-3）:（0.5-3）；或者，所述三元合金由Pt、Sn和Co组成，其中Pt、Sn和Co的摩尔比为1:（0.5-3）:（0.5-3）。优选地，所述三元合金由Pt、Fe和Co组成，其中，Pt、Fe和Co的摩尔比为1:1:1或1:2:2，或者，所述三元合金由Pt、Sn和Co组成，其中Pt、Sn和Co的摩尔比为1:1:1或1:2:2。
进一步优选地，所述三元合金选自PtFeCo、PtFe2Co2、PtFeNi、PtFe2Ni2、PtNiCo、PtNi2Co2、PtSnCo、PtSn2Co2、PtSnNi、PtSn2Ni2、PtFeSn、PtFe2Sn2中的至少一种；更优选地，所述三元合金为PtFeCo、PtFe2Co2、PtSnCo或PtSn2Co2。
再一方面，本发明提供所述脱氢催化剂或根据本发明所述方法制备所得的催化剂在烷烃脱氢反应中的应用，尤其是在甲基环己烷脱氢反应中的应用。
本发明还提供了一种储氢类化合物脱氢的方法，储氢类化合物与本发明所述的催化剂或依据所述制备方法所制备的催化剂接触反应产生氢气。
根据本发明的一些实施方式，有机液体储氢材料释氢的反应条件为：0-2 MPa，温度为120-350℃，质量空速为2-15h-1。
根据本发明的一些实施方式，所述有机液体储氢材料包括环己烷、甲基环己烷、二甲基环己烷、三甲基环己烷、四氢萘、十氢萘、甲基取代十氢萘、多甲基取代十氢萘、全氢氮乙基咔唑、全氢菲、全氢蒽、全氢咔唑中的一种或几种，以及石油馏分中的石脑油组分。
本发明具有如下有益效果：
1.本发明所述催化剂或根据本发明所述方法制备所得的催化剂，其活性组分中Pt含量少，可有效降低催化剂的成本；
2.本发明所述催化剂或根据本发明所述方法制备所得的催化剂，其活性组分高度且均匀分散，可以显著提高催化剂的脱氢效果；
3.本发明所述催化剂或根据本发明所述方法制备所得的催化剂，其表面酸性降低，碱性增加，可以有效抑制积碳，降低催化剂失活速率。因此，本发明所述催化剂稳定性高。
除非另外指出，在说明书和权利要求书中使用的表示成分的量、性质例如分子量、反应条件等的所有数值应理解为在所有情况下由术语“约”修饰。因此，除非指出相反情况，说明书和所附权利要求书中列出的数值参数是近似值，其可以根据由本发明寻求获得的所需性质而变化。至少，且不作为限制等同原则应用于权利要求范围的尝试，每个数值参数至少应该根据所报告的有效数字的数值和通过应用普通四舍五入技术来解释。当需要进一步澄清时，术语“约”具有本领域技术人员在与所述数值或范围结合使用时对其合理赋予的含义，即表示比所述值或范围稍微更大或稍微更小，在以下范围内：所述值的±20%，所述值的±19%，所述值的±18%，所述值的±17%，所述值的±16%，所述值的±15%，所述值的±14%，所述值的±13%，所述值的±12%，所述值的±11%，所述值的±10%，所述值的±9%，所述值的±8%，所述值的±7%，所述值的±6%，所述值的±5%，所述值的±4%，所述值的±3%，所述值的±2%，或所述值的±1%。
尽管列出本发明的宽泛范围的数值范围和参数是近似值，但尽可能精确地报告在具体实施例中列出的数值。然而，任何数值固有地含有由在它们各自的测试测量中发现的标准偏差所必然产生的某些误差。
如本文使用的，术语“任选的”或“任选地”意指随后描述的事件或情况可以发生或可以不发生，并且该描述包括其中所述事件或情况发生的情形和其中所述事件或情况不发生的情形。
如本文使用的，可互换使用的术语“重量百分比”、“wt%”和“wt.%”，指示基于催化剂的总重量的给定组分的按重量计的百分比，除非另外说明，给定组分是催化剂的组分。也就是说，除非另外说明，否则所有wt%值都是基于催化剂的总重量。应理解，公开的催化剂中所有组分的wt%值的总和等于100。可选择地，如果wt%值是基于催化剂中组分的子集的总重量，那么应理解，公开的催化剂中指定组分的wt%值的总和等于100。
附图说明
图1是采用本发明实施例1方法制备的PtFeCo合金纳米颗粒的透射电子显微镜（TEM）照片。
图2是采用本发明实施例1方法制备的催化剂的透射电子显微镜（TEM）照片。
图3是本发明对比例1方法制备的催化剂的透射电子显微镜（TEM）照片。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1
（1）将1.06g Ca(NO3)2·4H2O、4.62g Mg(NO3)2·6H2O和16.88g Al(NO3)3·9H2O溶解于去离子水中，搅拌均匀后，用碳酸钠溶液将pH调节为10，过滤、洗涤，120℃干燥12h，500℃焙烧5h，得到Ca0.2Mg0.8Al2O4尖晶石载体。
（2）将0.5 g 聚乙烯吡咯烷酮（PVP）充分溶解于75mL水中，然后将2mL氯铂酸溶液（铂含量为0.015g/ml）、0.0306g FeCl2·4H2O和0.0366g CoCl2·6H2O加入上述溶液中，在400 r/min的机械搅拌下，形成均匀溶液，滴加0.1 M的NaOH水溶液，调节体系pH至13左右，继续搅拌2h，然后将3g Ca0.2Mg0.8Al2O4尖晶石载体加入上述胶体中，吸附3h，过滤、洗涤，60℃下真空干燥12h，再在氮气气氛下800℃焙烧4h，得到活性组分含量为1.58wt%的PtFeCo/Ca0.2Mg0.8Al2O4催化剂，记为1号催化剂，其中Pt含量约为1wt.%。
本实施例所述1号催化剂的TEM图像如图1和图2所示。从图1可知，实施例1所得的1号催化剂中三元合金纳米颗粒具有1.5-2.5nm的粒径，颗粒尺寸均一，且分布均匀。
实施例2
（1）参照实施例1的方法制备Ca0.2Mg0.8Al2O4尖晶石载体。
（2）氯铂酸用量为1毫升，其他条件参照实施例1步骤（2），制得活性组分含量为1.08wt.%的PtFe2Co2/ Ca0.2Mg0.8Al2O4催化剂，记为2号催化剂，其中Pt含量约为0.5wt.%。
实施例3
（1）参照实施例1的方法制备Ca0.2Mg0.8Al2O4尖晶石载体。
（2）将FeCl2·4H2O替换为0.0401g SnCl4，其他条件参照实施例1步骤（2），制得活性组分含量为1.90wt.%的PtSnCo/Ca0.2Mg0.8Al2O4催化剂，记为3号催化剂，其中Pt含量约为1wt.%。
对比例1
（1）参照实施例1的方法制备Ca0.2Mg0.8Al2O4尖晶石载体。
（2）浸渍法制备催化剂：称取3g Ca0.2Mg0.8Al2O4载体于烧杯中，将配置好的含有2mL浸渍液（将0.0306g FeCl2·4H2O和0.362g CoCl2·6H2O溶于2mL氯铂酸溶液（铂含量为0.015g/mL）中）倒入上述烧杯，搅拌均匀，静置12h，然后120℃干燥12h，最后400℃焙烧4h，得到的PtFeCo/Ca0.2Mg0.8Al2O4催化剂，记为D1号催化剂，其中Pt含量约为1wt.%。
对比例1所得D1号催化剂的TEM图像如图3所示。从图3可知，根据对比例1方法所得的催化剂中，合金颗粒均较大（大于3.5 nM），且分布不均匀。
对比例2
将实施例1中的载体换为γ-Al2O3，其他条件参照实施例1，制得PtFeCo/γ-Al2O3催化剂，记为D2号催化剂。
对比例3
按照专利申请CN114082418A实施例1的方法，使用硝酸铁、硝酸钴和氯铂酸，制备得到三元合金催化剂（载体为α-Al2O3），记为D3号催化剂。
对比例4
按照专利申请CN114082418A实施例1的方法，制得由Cr、Co和Pt组成的催化剂，其中载体为α-Al2O3，记为D4号催化剂。
对比例5
按照实施例1的方法，用SnCl4（0.0401g）、CrCl3·6H2O（0.0244g）分别替代FeCl2·4H2O和CoCl2·6H2O，制得由Cr、Co和Pt组成的催化剂，记为D5号催化剂。
对比例6-8
按照实施例1的方法，分别使用FeCl2·4H2O、SnCl4、CoCl2·6H2O与氯铂酸制备得到PtFe/ Ca0.2Mg0.8Al2O4、PtSn/Ca0.2Mg0.8Al2O4、PtCo/Ca0.2Mg0.8Al2O4催化剂，分别记为D6、D7和D8号催化剂。
对比例9
按照实施例1所述的方法，用SiO2替换载体Ca0.2Mg0.8Al2O4，制得D9号催化剂。
测试例1
将实施例1-3、对比例1-9所得的催化剂分别压片、粉碎，制得粒度在20-40目之间的催化剂，分别称取0.5g 催化剂，在固定床反应器中进行测试评价，评价前催化剂用氢气还原，还原条件为：常压400℃还原4h。降温后，进行测试评价，评价条件：常压、温度320℃，空速6h-1，原料为甲基环己烷。表1给出了上述各催化剂在上述测试评价条件下分别反应1小时（C1）和100小时（C100）后的原料转化率。由表1的数据可知，本发明所述催化剂反应10小时后，转化率基本无变化，仍在94%以上，可见，本发明所述的催化剂稳定性高。
表1 催化剂测试结果
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不对本发明构成任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性的词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可以扩展至其它所有具有相同功能的方法和应用。
Claims (18)
1.一种脱氢催化剂，其包括以下组分：
（a）活性组分，所述活性组分为包含Pt和另外两种金属的三元合金，所述活性组分的含量为0.03wt.%-8wt.%，所述三元合金的粒径为1.5-2.5nm；和
（b）载体，所述载体为尖晶石类载体，所述载体的含量为除活性组分以外的催化剂剩余含量；
其中，所述另外两种金属选自Fe、Co、Ni和Sn中的两种；
所述尖晶石类载体具有AB2O4结构，其中A选自Mg、Ca和Zn中的至少一种，B选自Al和Fe的至少一种。
2.根据权利要求1所述的脱氢催化剂，其中，所述活性组分的含量为0.25 wt.%-5wt.%。
3.根据权利要求1所述的脱氢催化剂，其中，所述三元合金由Pt、Fe和Co组成，其中，Pt、Fe和Co的摩尔比为1:（0.1-5）:（0.1-5）；或者，所述三元合金由Pt、Sn和Co组成，其中Pt、Sn和Co的摩尔比为1:（0.1-5）:（0.1-5）。
4.根据权利要求3所述的脱氢催化剂，其中，所述三元合金由Pt、Fe和Co组成，其中，Pt、Fe和Co的摩尔比为1:1:1或1:2:2；或者，所述三元合金由Pt、Sn和Co组成，其中Pt、Sn和Co的摩尔比为1:1:1或1:2:2。
5.根据权利要求3或4所述的脱氢催化剂，其中，所述三元合金选自PtFeCo、PtFe2Co2、PtFeNi、PtFe2Ni2、PtNiCo、PtNi2Co2、PtSnCo、PtSn2Co2、PtSnNi、PtSn2Ni2、PtFeSn、PtFe2Sn2中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的脱氢催化剂，其中，所述尖晶石类载体中，A为Mg和Ca的组合，其中Mg和Ca的摩尔比为（0.20-5）:1；B为Al。
7.根据权利要求6所述的脱氢催化剂，其中，Mg和Ca的摩尔比为4:1。
8.根据权利要求6或7所述的脱氢催化剂，其中，所述尖晶石类载体为CaxMg1-xAl2O4，其中，0.15 ≤ x ≤ 0.8。
9.根据权利要求8所述的脱氢催化剂，其中，0.15 ≤ x ≤ 0.5。
10.根据权利要求 9所述的脱氢催化剂，其中，所述尖晶石类载体为Ca0.2Mg0.8Al2O4。
11.一种如权利要求1-10任一项所述的脱氢催化剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）将保护剂溶于溶剂中，将铂前驱体和另外两种金属的前驱体加入所述将保护剂溶于溶剂中所形成的溶液中，形成均匀溶液；将碱溶液加入所述均匀溶液中，调节pH至11-14，得到保护剂包裹的三元金属胶体；
（2）将三元金属胶体与尖晶石类载体混合，搅拌吸附，分离固体，干燥，热处理，制得脱氢催化剂；
其中，所述另外两种金属选自Fe、Co、Ni和Sn中的两种；
步骤（1）中，所述保护剂选自聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇中的至少一种。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其中，步骤（1）中，所述溶剂选自水、甲醇、乙醇中的至少一种；所述铂前驱体选自硝酸铂和氯铂酸中的一种；所述另外两种金属选自Fe、Co、Ni和Sn中的两种，所述前驱体选自所述金属的硝酸盐和所述金属的氯化盐中的至少一种；所述碱溶液选自氢氧化钠水溶液和氢氧化钾水溶液中的至少一种。
13.根据权利要求12所述的制备方法，其中，步骤（1）中，所述另外两种金属选自Fe、Sn和Co中的两种，所述前驱体为氯化铁、氯化锡、氯化钴或它们的水合物；加入碱溶液调节pH为12-14。
14.根据权利要求11所述的制备方法，其中，步骤（2）中，所述分离为离心分离；所述干燥为真空干燥，干燥温度为50-80℃；所述热处理为在惰性气氛下600-1000℃焙烧2-6h，其中所述惰性气氛为氮气气氛。
15.根据权利要求11所述的制备方法，其中，所述尖晶石类载体为CaxMg1-xAl2O4，其中，0.15 ≤ x ≤ 0.8。
16.根据权利要求15所述的制备方法，其中，0.15 ≤ x ≤ 0.5。
17.根据权利要求11所述的制备方法，其中，采用共沉淀法或溶胶凝胶法制备尖晶石类载体。
18.权利要求1-10任一项所述的脱氢催化剂或根据权利要求11-17任一项所述制备方法制备所得的脱氢催化剂在脱氢反应中的应用。
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