[發明專利]一種硼氫化物水解制氫工藝

無效

• 申請號: 200710201927.1
• 申請日: 2007-09-30
• 公開（公告）號: CN101397125A
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發明（設計）人: 肖鋼;侯曉峰;王玉曉
• 申請（專利權）人: 漢能科技有限公司
• 主分類號: C01B3/04
• 分類號: C01B3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種硼氫化物水解制氫工藝，具體地講是涉及一種用固定床雷尼催化劑催化硼氫化物水解制氫的工藝。

背景技術

硼氫化物水解工藝簡單、成本低、氫氣產率高；反應生成的氣體中不含有CO，不會引起電極催化劑中毒；氫氣中含有的少量水，可以起到給PEMFC增濕的作用，因此是一種很好的燃料電池供氫材料。但是即使在常溫下，NaBH₄溶液也會很快水解掉一半。因此，為了使NaBH₄能夠在現實生活中得到應用，平時必須將其保持在強堿性溶液中。

Binhong?Liu等報道了采用雷尼鎳、雷尼鈷以及雷尼鎳鈷等催化硼氫化鈉水解發生氫氣的方法(Journal?of?Alloys?and?Compounds，415，2006，288-293)。反應方程式如下：

NaBH₄+2H₂O→4H₂+NaBO₂

在該報道中，利用粉末雷尼鎳、粉末雷尼鈷等催化硼氫化鈉水解制氫。粉末狀雷尼催化劑在實際應用中容易流失，一方面增加了生成的氫氣與催化劑分離的難度，另一方面消耗大量催化劑，使成本增加，從而使得其應用受到了限制。公開號為CN1774390A的專利公開了一種用于硼氫化鈉水解工藝的雷尼鎳催化劑的制備方法，該專利采用兩種方法解決粉末雷尼鎳的流失問題。第一種方法是，將雷尼鎳附著到有催化劑固定單元的磁體上，浸泡在水中。第二種方法是在水溶液中用聚氨酯泡沫將雷尼鎳固定在鎳網上，然后儲存在蒸餾水中。但該技術的不足之處是操作工藝復雜，而且制備完成的催化劑必須儲存于水中，否則與空氣中的氧氣接觸會產生激烈的氧化，甚至燃燒，因此制備好的雷尼催化劑在運輸、使用和更換中要求必須與氧氣隔絕，安全性較差。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種避免催化劑流失、操作工藝簡單、安全性較高的硼氫化物水解工藝。

為解決上述技術問題，本發明的發明人在現有技術的基礎上進行了大量的研究和創造性的勞動，研制出了一種硼氫化物水解制氫的工藝，其特征在于所述的工藝包括下述步驟：

①將固定床雷尼合金裝入反應器(2)內；

②將浸取液儲罐(5)中的含10wt％～30wt％的氫氧化物溶液導入反應器(2)，浸取活化固定床雷尼合金，控制浸取溫度為70℃～90℃，浸取后的殘液從反應器(2)的另一端導出到回收罐(4)；

③將燃料罐(1)中的反應溶液導入到反應器(2)，反應后的殘液從反應器(2)的另一端導出到回收罐(4)中，生成的氫氣從回收罐(4)的出口排出；所述的反應溶液為硼氫化物和氫氧化物的混合溶液，其中硼氫化物5wt％～30wt％，氫氧化物2wt％～20wt％。

所述的固定床雷尼合金的制備步驟如下：

①稱取各組分：擬薄水鋁石5～25重量份、合金粉末20～80重量份、有機黏結劑0.4-5.0重量份、水20-50重量份；

②將擬薄水鋁石酸化制成膠狀物，調節pH值為2～5；

③向步驟②制備的膠狀物中加入合金粉末、有機黏結劑和水，混合均勻后擠壓成型；

④將步驟③得到的混合物在溫度為100℃～150℃下干燥10～20h，最后在空氣或氧氣氣氛下，于600℃～1000℃焙燒1～5h，即得。

所述的合金粉為鎳鋁、鈷鋁、鎳鈷鋁、鎳鐵鋁中的一種。

所述的有機黏結劑為田菁粉、聚乙烯、淀粉、甲基纖維素、羧甲基纖維素、聚丙烯酰胺、環糊精中的一種或幾種的混合物。

所述的硼氫化物為硼氫化物鹽(MBH₄)、三硼氫化物鹽(MB₃H₈)、十氫十硼酸鹽(M₂B₁₀H₁₀)、十三氫十硼酸鹽(MB₁₀H₁₃)、十二氫十二硼酸鹽(M₂B₁₂H₁₂)、十八氫二十硼酸鹽(M₂B₂₀H₁₈)中的一種或幾種的混合物，其中，M為堿金屬、堿土金屬和鋁離子。

所述的固定床雷尼合金為成型鎳鋁合金、成型鈷鋁合金或成型鎳鈷鋁合金中的一種或其中幾種的混合物。

所述的反應器設有加熱和溫度控制裝置。

所述的氫氧化物為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇、氫氧化鋰中的一種或其中幾種的混合物。