[發(fā)明專利]用于由多聚甲醛制備氫氣的穩(wěn)健催化劑

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680051851.6
• 申請(qǐng)日: 2016-08-30
• 公開（公告）號(hào): CN108025912A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 哈利德·巴希利;巴拉穆魯根·維德賈亞庫馬爾;桑德羅·甘巴羅塔;尼古拉斯·P·奧爾德曼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沙特基礎(chǔ)工業(yè)全球技術(shù)公司
• 主分類號(hào): C01B3/22
• 分類號(hào): C01B3/22;B01J31/18
• 代理公司: 北京柏杉松知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11413
• 代理人: 潘璐;劉繼富

公開了由甲醛制備氫氣的方法。所述方法包括將堿水溶液、甲醛和具有過渡金屬?鹵素鍵的過渡金屬配合物混合以形成具有堿性pH的均相水溶液。響應(yīng)于溶液的堿性pH，鹵素從過渡金屬配合物離解，以由存在于均相水溶液中的甲醛產(chǎn)生氫氣。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2015年9月9日遞交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第62/216022號(hào)的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，其在此通過引用以其整體并入。

背景技術(shù)

A.技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及由甲醛制造氫氣的方法。具體地，可以使用含有甲醛和在過渡金屬和鹵素之間具有配位鍵的過渡金屬配合物的含水堿性組合物來制備氫氣。

B.相關(guān)技術(shù)說明

常規(guī)技術(shù)由以下等式(1)和(2)所示的甲烷蒸汽重整而制備氫氣。甲烷的主要來源為來自天然氣。

CH4+H2O→CO+3H2 (I)

CO+H2O→CO2+HZ (2)

由于化石燃料的損耗，有必要尋找替代原料以滿足全球?qū)τ跉錃庵苽洳粩嘣鲩L(zhǎng)的需求。

已經(jīng)提出用于氫氣制備的替代工藝(例如水裂解、甲酸的熱脫氫、有機(jī)小分子的催化脫氫、胺-硼烷的熱脫氫等)。已經(jīng)嘗試了有機(jī)小分子例如甲酸和甲醇的脫氫。甲酸脫氫生成氫氣和二氧化碳具有的缺陷是：由于甲酸具有低的氫含量(約4.4重量％)，因此該反應(yīng)是低效的。另外，二氧化碳的制備可以是有問題的。

盡管在氫氣制備工藝中存在使用甲醛的一些嘗試，但是該工藝通常要求負(fù)載型催化劑材料、金屬氧化物催化劑或金屬納米顆粒催化劑。另外，該工藝要求另外的材料和/或使用高溫，從而使得該工藝是低效的并且難以放大用于大規(guī)模氫氣生產(chǎn)。舉例來說，Ji等人的中國(guó)專利申請(qǐng)公開第101862646號(hào)描述了使用負(fù)載型磁性銅和鐵催化劑以由甲醛制備氫氣。Li等人在“Highly efficient hydrogen production from formaldehyde over Ag/γ-Al2O3 catalyst at room temperature”,International Journal of HydrogenEnergy,2014,39:9114-9120中，描述了在γ氧化鋁上負(fù)載銀的催化劑以由甲醛制備氫氣。Bi等人在“Nano-Cu catalyze hydrogen production from formaldehyde solution atroom temperature”International Journal of Hydrogen Energy,2008,33:2225-2232中描述了使用鉑、金、鎳和銅納米金屬顆粒以由水合甲醛制備氫氣。Heim等人的國(guó)際專利申請(qǐng)公開第WO2015003680號(hào)描述了配體穩(wěn)定的釕催化劑(例如μ-氯代、-μ-甲酸鹽,-μ-氫化(對(duì)異丙甲苯)釕(II)二聚體四氟硼酸鹽)以由甲醛污染的廢水制備氫氣。

如所討論的，目前由甲醛制備氫氣的嘗試在很大程度上是低效的。這些嘗試具有低的氫氣產(chǎn)能、利用異構(gòu)催化體系或需要使用昂貴的催化劑或其制備為勞動(dòng)密集型的催化劑。

發(fā)明內(nèi)容