RU2660232C1 - Никель-графеновый катализатор гидрирования и способ его получения - Google Patents
Никель-графеновый катализатор гидрирования и способ его получения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2660232C1 RU2660232C1 RU2016123445A RU2016123445A RU2660232C1 RU 2660232 C1 RU2660232 C1 RU 2660232C1 RU 2016123445 A RU2016123445 A RU 2016123445A RU 2016123445 A RU2016123445 A RU 2016123445A RU 2660232 C1 RU2660232 C1 RU 2660232C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nickel
- graphite oxide
- catalyst
- hydrogen
- hydrogenation
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims abstract description 8
- VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N Nickel(2+) Chemical compound [Ni+2] VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 3
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 239000011852 carbon nanoparticle Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 20
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910012375 magnesium hydride Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 4
- 239000011363 dried mixture Substances 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000004137 mechanical activation Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 2
- -1 oxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910019080 Mg-H Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- GRJWDJVTZAUGDZ-UHFFFAOYSA-N anthracene;magnesium Chemical compound [Mg].C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 GRJWDJVTZAUGDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/755—Nickel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/04—Mixing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/16—Reducing
- B01J37/18—Reducing with gases containing free hydrogen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B6/00—Hydrides of metals including fully or partially hydrided metals, alloys or intermetallic compounds ; Compounds containing at least one metal-hydrogen bond, e.g. (GeH3)2S, SiH GeH; Monoborane or diborane; Addition complexes thereof
- C01B6/04—Hydrides of alkali metals, alkaline earth metals, beryllium or magnesium; Addition complexes thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Изобретение относится к никель-графеновому катализатору гидрирования, содержащему 10-25 мас. % нанокластеров никеля размером 2-5 нм, нанесенных на углеродные наночастицы. Причем в качестве носителя он содержит восстановленный оксид графита, представляющий собой чешуйки восстановленного оксида графита. Также изобретение относится к способу получения никель-графенового катализатора гидрирования, включающему диспергирование водного раствора соли никеля Ni(СН3СОО)2 в водной суспензии оксида графита. При этом водную дисперсию оксид графита - Ni(СН3СОО)2 сушат лиофильно с последующим одновременным восстановлением оксида графита и никеля(II) водородом при 300-500°С. Технический результат – высокая эффективность катализатора с улучшением его функциональных характеристик (равномерно распределены нанометровые частицы никеля на поверхности носителя). 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 4 пр.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области катализа - разработке эффективных катализаторов гидрирования и способу их получения - и может быть использовано при получении водород-аккумулирующих материалов на основе магния.
Среди всех видов химического топлива водород имеет наивысшую плотность запасенной энергии на единицу веса. Однако широкое применение водорода как экологически чистого топлива ограничено вследствие отсутствия надежных и безопасных систем его хранения и транспортировки. Идеальный материал как накопитель водорода должен содержать как можно больше водорода на единицу веса материала. Среди водород-аккумулирующих материалов одним из наиболее перспективных является магний и его сплавы. Гидрид магния содержит 7.6 мас. % водорода, что превышает водородоемкость других известных металлических систем, обратимо взаимодействующих с водородом в практически приемлемых условиях. Однако скорость поглощения и выделения водорода в системе Mg-H2 низка. Поэтому для создания аккумуляторов водорода на основе магния необходимо разработать эффективные способы его гидрирования при приемлемых условиях. Одним из перспективных способов является использование различных катализаторов.
Известными катализаторами гидрирования магния являются переходные металлы и их соединения (галогениды, оксиды, нитриды и др.). Например, в [патент US 4402933] предлагается в качестве каталитической добавки в процессе гидрирования магния использовать Fe, Co или Ni. Гидрирование проводят в автоклаве при давлении от 10 до 30 атм и температуре 350-400°С. Степень превращения после 1 ч гидрирования составляет 60, 65 и 78% при использовании 10 мас. % Ni, Fe и Co, соответственно. Следует отметить, что никелевый катализатор наиболее активен и имеет высокую скорость в кинетической области.
Недостатками данных катализаторов является длительное время процесса и низкая циклическая стабильность.
Известен каталитический способ получения гидрида магния [патент US 7871537], в котором в качестве катализатора используются галогениды металлов (Ti, Cr, V, Fe, Ni, Nd и Zr). Для равномерного распределения катализатора порошок гидрида магния и галогенида металла обрабатывают в планетарной шаровой мельнице в инертной атмосфере в течение 0.5 ч с последующим дегидрированием при температуре 400°С. Степень гидрирования полученного композита Mg-галогенид составляет 75-79% при давлении 10 атм и температуре 300°С.
Недостатком данного технического решения является возможность образования вредных галогеноводородов.
В [патент US 4957727] предложены в качестве катализатора для получения гидрида магния хлориды металлов (например Fe, Cr, V, Co, Ni и др.), в присутствии которых и антрацена магний гидрируют водородом в среде тетрагидрофурана. Использование катализатора позволяет сократить время гидрирования до 48 ч и понизить температуру гидрирования до 52°С. Однако гидрирование происходит лишь при высоких давлениях (120-140 атм), а степень превращения составляет не более 42%.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является катализатор, используемый в способе гидрирования магния, описанном в [патент RU 2333150]. Согласно этому способу процесс получения гидрида магния состоит из двух стадий: (1) механическая активация магния с добавкой катализатора при комнатной температуре и давлении водорода 1 атм в течение 1-2 ч; (2) нагревание полученного материала до 300°С в атмосфере водорода под давлением 5-10 атм в течение 1-2 ч. В качестве катализатора используют нанокристаллический порошок никеля или железа, или порошок кобальта с размером частиц 3-10 нм, покрытых углеродом толщиной углеродного слоя 0.5-2 нм. Данный катализатор был выбран в качестве прототипа настоящего изобретения.
Согласно техническому решению, изложенному в описании патента-прототипа, катализатор представляет собой наночастицы металла, покрытые слоем углерода, которой предотвращает образование оксидной пленки на поверхности каталитической частицы. Однако слой углерода также препятствует доступу молекулярного водорода к поверхности катализатора, что значительно снижает скорость его диссоциации. При этом полностью провести гидрирование магния не удается, так как в процессе механической активации происходит разрушение углеродного слоя катализатора и 3d-металл образует с материалом соединение (например, Mg2Ni, если исходным материалом является магний, а в качестве катализатора берут нанокристаллический порошок никеля, покрытый углеродом), что приводит к деградации катализатора, и кинетика гидрирования значительно замедляется. Для полного гидрирования магния в способе-прототипе предлагается использование термообработки, что требует дополнительного нагрева. Описанные недостатки делают данный катализатор неприменимым в магниевых накопителях водорода многократного действия.
Задачей изобретения является создание высокоэффективного никель-графенового катализатора гидрирования, в котором частицы никеля имеют нанометровый размер и равномерно распределены на поверхности носителя.
Поставленная задача решается заявляемым никель-графеновым катализатором гидрирования, содержащим 10-25 мас. % наночастиц никеля, нанесенных на углеродный материал, в качестве которого он содержит восстановленный оксид графита.
Также задача решается способом получения никель-графенового катализатора гидрирования, включающим добавку водного раствора соли никеля Ni(СН3СОО)2 к водной суспензии оксида графита, в котором водную суспензию оксид графита-Ni(СН3СОО)2 сушат лиофильно с последующим одновременным восстановлением оксида графита и никеля(II) водородом при 300-500°С.
Сущность заявляемого изобретения заключается в следующем: никель-графеновый катализатор гидрирования содержит частицы никеля, имеющие размер 2-5 нм и равномерно распределенные на поверхности носителя - восстановленного оксида графита. Закрепление наночастиц никеля на восстановленном оксиде графита, обладающем высокой удельной поверхностью (~700 м2/г), позволяет создать большое количество центров диссоциации водорода, а также предотвращает агломерацию частиц никеля. При этом наночастицы никеля не полностью покрыты слоем углерода как в способе-прототипе, что обеспечивает молекулярному водороду доступ к каталитической частице и увеличивает скорость его диссоциации. Таким образом, перечисленные выше отличительные от прототипа признаки позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна». Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».
Заявляемый катализатор получают одновременным восстановлением оксида графита и никеля(II) из композита, предварительно приготовленного лиофильной сушкой водной дисперсии оксид графита-Ni(СН3СОО)2. Для этого водную суспензию оксида графита, полученную по известной методике [Арбузов А.А. и др. Изв. АН, Серия химическая, 2013, №9, 1962], и рассчитанное количество Ni(СН3СОО)2⋅4H2O обрабатывали в ультразвуковой ванне в течение 60 мин. Полученную смесь переносили в грушевидную колбу объемом 1 л и замораживали, помещая колбу в сосуд Дьюара, наполненный жидким азотом. Затем при помощи вакуумного насоса (~1⋅10-3 атм), снабженного азотной ловушкой, при комнатной температуре откачивали пары воды, образующиеся надо льдом, до полного высыхания смеси. Восстановление высушенной смеси проводилось в трубчатом реакторе диаметром 40 мм при температуре 300-500°С в токе Н2 (скорость потока 200 мл/мин) в течение 30 мин.
Ниже приведены примеры, иллюстрирующие способ получения этого катализатора с использованием оксида графита с элементным составом (мас. %): C 50.9, H 2.5, O 46.6.
Пример 1. 30 г водной суспензии оксида графита с концентрацией 1.3 мас. % и 0.09 г Ni(СН3СОО)2⋅4H2O обрабатывали ультразвуком в течение 1 ч. Затем полученную смесь переносили в колбу объемом 1 л. Колбу охлаждали в жидком азоте до равномерной заморозки суспензии. Затем при помощи вакуумного насоса (~1⋅10-3 атм) откачивали пары воды, образующиеся надо льдом, до полного высыхания смеси при комнатной температуре. Восстановление высушенной смеси проводилось в трубчатом реакторе диаметром 40 мм при 400°С в потоке H2 (скорость потока 200 мл/мин) в течение 30 мин. Полученный катализатор имел следующий состав (мас. %): С 62.0, Н 1.6, Ni 11.4, O - остальное.
Пример 2. 30 г водной суспензии оксида графита с концентрацией 1.3 мас. % и 0.18 г Ni(СН3СОО)2⋅4H2O обрабатывали ультразвуком в течение 1 ч. Затем полученную смесь переносили в колбу объемом 1 л. Колбу охлаждали в жидком азоте до равномерной заморозки суспензии. Затем при помощи вакуумного насоса (~1⋅10-3 атм) откачивали пары воды, образующиеся надо льдом, до полного высыхания смеси при комнатной температуре. Восстановление высушенной смеси проводилось в трубчатом реакторе диаметром 40 мм при 400°С в потоке H2 (скорость потока 200 мл/мин) в течение 30 мин. Полученный катализатор имел следующий состав (мас. %): С 65.5, Н 2.1, Ni 16.2, О - остальное.
Пример 3. 30 г водной суспензии оксида графита с концентрацией 1.3 мас. % и 0.36 г Ni(СН3СОО)2⋅4H2O обрабатывали ультразвуком в течение 1 ч. Затем полученную смесь переносили в колбу объемом 1 л. Колбу охлаждали в жидком азоте до равномерной заморозки суспензии. Затем при помощи вакуумного насоса (~1⋅10-3 атм) откачивали пары воды, образующиеся надо льдом, до полного высыхания смеси при комнатной температуре. Восстановление высушенной смеси проводилось в трубчатом реакторе диаметром 40 мм при 400°С в потоке Н2 (скорость потока 200 мл/мин) в течение 30 мин. Полученный катализатор имел следующий состав (мас. %): С 59.2, Н 1.7, Ni 24.8, О - остальное.
Как видно из приведенных примеров, предложенный способ позволяет получать катализаторы на основе восстановленного оксида графита, содержащие по данным элементного анализа от 11.4 до 24.8 мас. % никеля. По результатам сканирующей электронной микроскопии (фиг. 1) определено, что полученные катализаторы представляют собой чешуйки восстановленного оксида графита с равномерно нанесенными нанокластерами никеля размером 2-5 нм.
Исследование нового катализатора в реакции гидрирования магния показало, что он эффективнее известных катализаторов этого процесса и применим для создания магниевых водород-аккумулирующих материалов.
Пример гидрирования магния с использованием 10 мас. % катализатора.
Пример 4. В сухом аргоновом боксе 1 г магниевого порошка, 0.110 г никелевого катализатора (полученного по Примеру 2) и 40 г стальных шаров загружали в стальной стакан объемом 80 мл, вакуумировали до 1⋅10-3 атм и заполняли водородом (чистотой 99.9999%) до достижения в системе давления 30 атм. Механохимический синтез проводили обработкой приготовленной смеси в планетарной шаровой мельнице при скорости вращения размольного стакана 500 об/мин. После каждого часа механохимической обработки помол останавливали и доводили давление водорода до 30 атм. Степень превращения Mg в MgH2 составила 85% после 2 ч и 88% после 4 ч обработки.
На фиг. 2 приведены кривые гидрирования магния (1) и магния с добавками 10 мас. % никель-графенового катализатора, содержащего 11.4 (2), 16.2 (3) и 24.8 мас. % никеля (4). Результаты исследования активности полученных никель-графеновых катализаторов показали, что высокая скорость гидрирования магния при использовании заявляемого катализатора достигается благодаря большому количеству центров диссоциации водорода и стабильности катализатора на протяжении всего процесса гидрирования. Оптимальное содержание никеля в заявляемом катализаторе составляет от 11 до 17 мас. %.
Исследования устойчивости никель-графенового катализатора при проведении многократных циклов дегидрирования/гидрирования проводили в установке, снабженной датчиком давления. Для этого полученную в результате механохимического синтеза смесь гидрида магния и катализатора загружали в автоклав объемом 80 мл. Процесс дегидрирования проводили при давлении 1 атм и температуре 350°С, гидрирования - при 5.5 атм и температуре 300°С. Так, после проведения 10 циклов дегидрирования/гидрирования степень превращения Mg в MgH2 составляла не менее 85%.
Claims (2)
1. Никель-графеновый катализатор гидрирования, содержащий 10-25 мас. % нанокластеров никеля размером 2-5 нм, нанесенных на углеродные наночастицы, отличающийся тем, что в качестве носителя он содержит восстановленный оксид графита, представляющий собой чешуйки восстановленного оксида графита.
2. Способ получения никель-графенового катализатора гидрирования по п. 1, включающий диспергирование водного раствора соли никеля Ni(СН3СОО)2 в водной суспензии оксида графита, отличающийся тем, что водную дисперсию оксид графита - Ni(СН3СОО)2 сушат лиофильно с последующим одновременным восстановлением оксида графита и никеля(II) водородом при 300-500°С.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016123445A RU2660232C1 (ru) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | Никель-графеновый катализатор гидрирования и способ его получения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016123445A RU2660232C1 (ru) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | Никель-графеновый катализатор гидрирования и способ его получения |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016123445A RU2016123445A (ru) | 2017-12-20 |
| RU2660232C1 true RU2660232C1 (ru) | 2018-07-10 |
Family
ID=60718424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016123445A RU2660232C1 (ru) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | Никель-графеновый катализатор гидрирования и способ его получения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2660232C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2748974C1 (ru) * | 2020-07-28 | 2021-06-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики Российской Академии наук (ФГБУН ИПХФ РАН) | Никельсодержащий углерод-графеновый катализатор гидрирования и способ его получения |
| RU2803865C1 (ru) * | 2022-12-26 | 2023-09-21 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Способ получения нанокомпозита никель-графен с повышенной пластичностью |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115231514B (zh) * | 2022-07-15 | 2023-08-04 | 江苏集萃安泰创明先进能源材料研究院有限公司 | 一种六方氮化硼负载纳米镍粒子催化的镁基储氢材料及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60125249A (ja) * | 1983-12-08 | 1985-07-04 | Hitachi Ltd | 触媒金属微細分散黒鉛材料及びその製造方法 |
| RU2333150C1 (ru) * | 2007-02-21 | 2008-09-10 | Институт физики металлов УрО РАН | Способ гидрирования материала накопителя водорода - магния или титана |
| RU2426709C2 (ru) * | 2009-10-30 | 2011-08-20 | Институт новых углеродных материалов и технологий (Закрытое акционерное общество) (ИНУМиТ (ЗАО)) | Способ получения пористого углеродного материала на основе терморасширенного оксида графита и материал |
-
2016
- 2016-06-15 RU RU2016123445A patent/RU2660232C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60125249A (ja) * | 1983-12-08 | 1985-07-04 | Hitachi Ltd | 触媒金属微細分散黒鉛材料及びその製造方法 |
| RU2333150C1 (ru) * | 2007-02-21 | 2008-09-10 | Институт физики металлов УрО РАН | Способ гидрирования материала накопителя водорода - магния или титана |
| RU2426709C2 (ru) * | 2009-10-30 | 2011-08-20 | Институт новых углеродных материалов и технологий (Закрытое акционерное общество) (ИНУМиТ (ЗАО)) | Способ получения пористого углеродного материала на основе терморасширенного оксида графита и материал |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2748974C1 (ru) * | 2020-07-28 | 2021-06-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики Российской Академии наук (ФГБУН ИПХФ РАН) | Никельсодержащий углерод-графеновый катализатор гидрирования и способ его получения |
| RU2803865C1 (ru) * | 2022-12-26 | 2023-09-21 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Способ получения нанокомпозита никель-графен с повышенной пластичностью |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016123445A (ru) | 2017-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zeng et al. | Core–shell CdS@ ZIF-8 structures for improved selectivity in photocatalytic H 2 generation from formic acid | |
| Zhang et al. | Recent advances on the thermal destabilization of Mg-based hydrogen storage materials | |
| Xian et al. | A Unique Nanoflake‐Shape Bimetallic Ti–Nb Oxide of Superior Catalytic Effect for Hydrogen Storage of MgH2 | |
| Wang et al. | Study on catalytic effect and mechanism of MOF (MOF= ZIF-8, ZIF-67, MOF-74) on hydrogen storage properties of magnesium | |
| Wang et al. | Controlled drug release characteristics and enhanced antibacterial effect of graphene oxide–drug intercalated layered double hydroxide hybrid films | |
| JP7061818B2 (ja) | ナノ水素化マグネシウムの原位調製方法 | |
| Zou et al. | Hydrogen storage properties of Mg–TM–La (TM= Ti, Fe, Ni) ternary composite powders prepared through arc plasma method | |
| Liu et al. | Nanostructured light metal hydride: Fabrication strategies and hydrogen storage performance | |
| Yuan et al. | Synergistic effect of CeF3 nanoparticles supported on Ti3C2 MXene for catalyzing hydrogen storage of NaAlH4 | |
| He et al. | Enhanced hydrogen desorption/absorption properties of magnesium hydride with CeF3@ Gn | |
| Liu et al. | Study on hydrogen storage properties of Mg–X (X= Fe, Co, V) nano-composites co-precipitated from solution | |
| Gao et al. | Confined NaAlH 4 nanoparticles inside CeO 2 hollow nanotubes towards enhanced hydrogen storage | |
| US20240262684A1 (en) | Composite loaded with nano-magnesium hydride and preparation method thereof | |
| CN106865497B (zh) | 一种原位生长纳米氢化镁负载高比表面材料的制备方法 | |
| Liu et al. | A co-precipitated Mg–Ti nano-composite with high capacity and rapid hydrogen absorption kinetics at room temperature | |
| RU2660232C1 (ru) | Никель-графеновый катализатор гидрирования и способ его получения | |
| Vinayan et al. | Hydrogen storage studies of palladium decorated nitrogen doped graphene nanoplatelets | |
| CN112320757B (zh) | 一种纳米硼氢化锂、其原位制备方法和应用 | |
| Au et al. | Synthesis of Mg 2 Cu nanoparticles on carbon supports with enhanced hydrogen sorption kinetics | |
| RU2748974C1 (ru) | Никельсодержащий углерод-графеновый катализатор гидрирования и способ его получения | |
| CN113908818A (zh) | 过渡金属单原子催化剂及其制备方法和应用 | |
| Song et al. | Hydrogen storage properties of a Ni, Fe and Ti-added Mg-based alloy | |
| JP2006152376A (ja) | ナノ遷移金属粒子、その製造方法、およびナノ遷移金属粒子を複合化した水素吸蔵複合材料 | |
| LIU et al. | Nickel oxide modified C3N5 photocatalyst for enhanced hydrogen evolution performance | |
| Piperopoulos et al. | Synthetic strategies for the enhancement of Mg (OH) 2 thermochemical performances as heat storage material |