[發明專利]一種摻雜有稀土元素的有機儲氫介質加氫單原子催化劑及其制備方法有效
| 申請號： | 202110274321.0 | 申請日： | 2021-03-15 |
| 公開（公告）號： | CN113070078B | 公開（公告）日： | 2023-02-28 |
| 發明（設計）人： | 趙宏 | 申請（專利權）人： | 青島創啟新能催化科技有限公司 |
| 主分類號： | B01J27/051 | 分類號： | B01J27/051;B01J29/16;C07C5/10;C07C13/18 |
| 代理公司： | 青島錦佳專利代理事務所(普通合伙) 37283 | 代理人： | 邵朋程 |
| 地址： | 266199 山東省青*** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 摻雜 稀土元素 有機 介質 加氫 原子 催化劑 及其 制備 方法 | ||
本發明公開一種摻雜有稀土元素的有機儲氫介質加氫單原子催化劑，該催化劑包括載體和活性組分；所述活性組分包括Co、Mo、S三種成分，所述載體為摻雜有稀土元素的金屬氧化物；所述活性組分以單原子形式分散負載在載體上；所述載體為摻雜有總含量不超過5wt％的稀土元素的Al2O3，所述稀土元素選自Ce、La、Y中一種或者多種稀土金屬；所述活性組分在載體上的負載量以活性組分與載體的質量比計算，為1～5wt％。本發明使用稀土金屬摻雜實現對于載體的改性，有效提高了單原子催化劑催化有機儲氫介質加氫反應的活性，使得有機儲氫介質能夠在更低的溫度和壓力下實現加氫。
技術領域
本發明屬于催化材料領域，具體涉及一種摻雜有稀土元素的有機儲氫介質的加氫單原子催化劑及其制備方法。
背景技術
隨著新能源技術的發展，氫能源憑借其熱值高、環境友好、資源豐富等優勢成為未來人類社會中重要的能源載體之一。近些年來氫能產業不斷發展，制氫端和用氫端裝備和技術逐漸發展完善，但是作為連接二者的氫氣長距離儲運技術還沒有實現突破。目前主流的氫氣運輸方法仍然是高壓氣態儲氫和液態儲氫，而各種新型儲氫材料如儲氫合金，碳基多孔材料，配位氧化物、液態有機物等材料還在不斷完善中，隨著氫能的廣泛應用，尤其是為了滿足在各種場景中的靈活應用，具有更高效率和安全性的新型儲氫技術會有更加廣闊的前景。
近些年來，針對液態有機物儲氫的加氫催化劑的研究多以貴金屬催化劑為主，盡管貴金屬具備較好的催化活性，但是同時貴金屬的大量使用也帶來了成本偏高的問題，為液態有機物儲氫技術的大規模推廣造成了一定的困難。現有技術中雖也有一些稀土元素摻雜的加氫催化劑，但很少有在液態有機物儲氫特定領域應用，而且現有稀土元素摻雜的加氫催化劑也存在活性低，需要在較高溫度和壓力條件下實現加氫等問題。
發明內容
基于上述技術問題，本發明提出一種摻雜有稀土元素的有機儲氫介質加氫單原子催化劑及其制備方法。
本發明所采用的技術解決方案是：
一種摻雜有稀土元素的有機儲氫介質加氫單原子催化劑，該催化劑包括載體和活性組分；所述活性組分包括Co、Mo、S三種成分，所述載體為摻雜有稀土元素的金屬氧化物；所述活性組分以單原子形式分散負載在載體上。
優選的，所述載體為摻雜有總含量不超過5wt％的稀土元素的Al2O3，所述稀土元素選自Ce、La、Y中一種或者多種稀土金屬。
優選的，所述活性組分在載體上的負載量以活性組分與載體的質量比計算，為1～5wt％。
一種摻雜有稀土元素的有機儲氫介質加氫單原子催化劑的制備方法，包括以下步驟：
(1)將稀土金屬鹽和Al(NO3)3·9H2O依次溶解在去離子水中，加入聚乙二醇400作為分散劑，攪拌均勻，得到混合溶液；在攪拌狀態下向混合溶液中滴加氨水，調節混合溶液pH值至8-10，繼續攪拌反應；
反應完成后減壓過濾，分離出的沉淀使用去離子水洗滌，放入恒溫水浴中晶化，晶化完成后再次進行抽濾，隨后使用無水乙醇洗滌，之后放入烘箱中干燥，得到催化劑載體前驅體；
將得到的催化劑載體前驅體研磨并放入馬弗爐中焙燒，焙燒完成即得到摻雜有稀土元素的Al2O3載體；
(2)將Co(NO3)2·6H2O和(NH4)2MoO4配制成第一浸漬液，將步驟(1)制得的載體加入到第一浸漬液中并靜置，隨后烘干并放入馬弗爐中焙燒，得到負載有Co和Mo的稀土催化劑；
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