[發明專利]一種應用于液態儲氫材料加脫氫的均相催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202110052318.4
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112844483A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 鄭欣;邱方程;李宗紅;李寒煜;劉榮海;焦宗寒
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;C07D241/04;C07D209/08
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請提供一種應用于液態儲氫材料加脫氫的均相催化劑及其制備方法，所述制備方法具體包括如下步驟：在惰性氣體的保護下，在溶劑中將4，4’?二羥基?2,2’聯吡啶啶或4,7?二羥基?1,10?菲羅啉與金屬配合物前體進行反應，得到催化劑中間體；所述催化劑中間體在強堿性條件下，加入配體并加入預設量的溶劑進行反應，得到均相催化劑，所述均相催化劑為過渡金屬催化劑。本申請的均相催化劑對于有機液態儲氫材料的催化加脫氫活性高，有利于降低反應溫度，改善應用環境，提高對有機液態儲氫材料的加脫氫的效率，有效拓展有機液態儲氫材料的應用范圍。

技術領域

本申請涉及有機液態儲氫材料加脫氫反應技術領域，尤其涉及一種應用于液態儲氫材料加脫氫的均相催化劑及其制備方法。

背景技術

氫氣是一種清潔、高效并且環境友好的二次能源，自上世紀以來就受到各國的廣泛關注，被視為未來最具發展潛力的清潔能源。一個完整的氫能系統包括氫氣的制取、儲運和利用等幾個方面。目前，在工業上已經能夠通過電解水等方法實現氫氣的大規模生產，但氫氣的儲存和運輸，仍然是制約氫能大規模應用的關鍵性難題。

目前常用的儲氫技術包括加壓儲氫、低溫液態儲氫、合金儲氫、活性炭或其他碳材料儲氫、金屬有機骨架材料(MOFs)儲氫和液態有機物儲氫等。液態有機物儲氫的優點很多，包括儲氫密度大、儲存和遠程運輸安全、設備和管路的保養容易、便于使用現有的輸送管道和設備。同時，該項技術成本低、儲氫材料可以循環多次使用，因此成為氫能儲運過程中較為常用的方法。

現有技術中，液態有機儲氫材料的催化脫氫反應多為分子數增多的強吸熱非均相反應，理論上高溫和低壓條件下的反應才能使反應更加徹底，但是反應溫度過高又會導致催化劑的結焦、催化劑材料孔結構的破壞和副反應發生等問題，并且升高溫度進行反應的成本也較大。

發明內容

本申請提供了一種應用于液態儲氫材料加脫氫的均相催化劑及其制備方法，以解決現有技術中存在的采用非均相反應會導致反應溫度過高，從而導致催化劑的結焦、催化劑材料孔結構的破壞和副反應發生的問題。

一方面，本申請提供一種應用于液態儲氫材料加脫氫的均相催化劑的制備方法，所述制備方法具體包括如下步驟：

在惰性氣體的保護下，在溶劑中將4，4’-二羥基-2,2’聯吡啶啶或4,7-二羥基-1,10-菲羅啉與金屬配合物前體進行反應，得到催化劑中間體；

所述催化劑中間體在強堿性條件下，加入配體并加入預設量的溶劑進行反應，得到均相催化劑，所述均相催化劑為過渡金屬催化劑。

在本申請的較佳實施例中，所述配體主要包括水、苯胺及其衍生物、吡啶及其衍生物、二甲基亞砜以及含羰基的化合物。

另一方面，本申請提供一種應用于液態儲氫材料加脫氫的均相催化劑，所述均相催化劑的通式如下：

其中，M為中心金屬，R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶均為基團，L為配體。

在本申請的較佳實施例中，所述中心金屬主要包括銠、釕、銥、鈷、鐵、鉬。

在本申請的較佳實施例中，所述基團主要為獨立的氫原子、碳原子1-10的烷基、含雜原子的碳原子1-10的烷基、鹵素、硝基、羥基、氰基、羰基。

在本申請的較佳實施例中，所述配體主要包括水、苯胺及其衍生物、吡啶及其衍生物、二甲基亞砜以及含羰基的化合物。

使用本申請的制備方法制成的均相催化劑，即過渡金屬催化劑對有機液態儲氫材料進行加脫氫的具體原理及實現過程如下：