[發(fā)明專利]一種高活性氧化鋁負(fù)載鉑催化劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110488995.0
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113368897B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 齊隨濤;石利斌;周一鳴
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;C01B3/26
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 范巍

本發(fā)明公開了一種高活性氧化鋁負(fù)載鉑催化劑及其制備方法和應(yīng)用，屬于催化反應(yīng)工程領(lǐng)域。本發(fā)明的技術(shù)方案為：采用介質(zhì)阻擋放電有機(jī)等離子體預(yù)處理氧化鋁載體，獲得接枝了有機(jī)基團(tuán)的氧化鋁載體；通過浸漬法將鉑負(fù)載于經(jīng)過預(yù)處理的氧化鋁載體上，獲得高活性氧化鋁負(fù)載鉑催化劑。本發(fā)明利用綠色環(huán)保的介質(zhì)阻擋放電低溫等離子的方法制備高活性氧化鋁負(fù)載鉑催化劑，制得的催化劑對二芐基甲苯儲氫過程中的催化脫氫反應(yīng)具有良好的催化活性，能夠有效提高儲氫效率，推廣應(yīng)用于液體有機(jī)儲氫載體制備中，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化反應(yīng)工程領(lǐng)域，具體涉及一種高活性氧化鋁負(fù)載鉑催化劑制備方法和應(yīng)用，具體涉及一種介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體預(yù)處理氧化鋁載鉑催化劑的制備方法及其在全氫化二芐基甲苯催化脫氫反應(yīng)中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

氫能的運(yùn)輸和存儲是氫能大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵，液體有機(jī)物儲氫被認(rèn)為是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ膬浞绞?，常用的液體有機(jī)物儲氫載體主要包括苯、甲苯、咔唑類、吲哚類、芐基甲苯等。二芐基甲苯本是一種成熟應(yīng)用的工業(yè)導(dǎo)熱油，已被應(yīng)用于儲氫領(lǐng)域。它具有高的理論儲氫密度(6.2wt％)和很好的熱穩(wěn)定性。此外，二芐基甲苯的較低熔點(diǎn)(-34～-36℃)和高沸點(diǎn)(390℃)，使其可以在極寒和高熱等極端條件下儲氫，然而，脫氫溫度較高和脫氫活性偏低是制約二芐基甲苯儲氫發(fā)展的主要問題。

在全氫化二芐基甲苯催化脫氫反應(yīng)中，相比其他催化劑如Pd/C，Pd/Al₂O₃，和Pd/Al₂O₃，Pt/Al₂O₃催化劑顯示出更為出色的催化活性。由于載體性質(zhì)對催化劑活性有很大影響，因此對載體進(jìn)行改性是改善催化活性的重要方法。等離子體是一種綠色環(huán)保的處理技術(shù)，它可用于對材料的表面物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行修飾改性，如改變表面基團(tuán)，產(chǎn)生缺陷位等，使材料具有特定的優(yōu)異性能。

當(dāng)前應(yīng)用的Pt/Al₂O₃催化劑對于氫化二芐基甲苯催化脫氫的活性尚不夠高。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種高活性氧化鋁負(fù)載鉑催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明公開了一種高活性氧化鋁負(fù)載鉑催化劑的制備方法，包括：

采用有機(jī)氣氛介質(zhì)阻擋放電有機(jī)氣氛等離子體預(yù)處理氧化鋁載體，獲得接枝有機(jī)基團(tuán)的氧化鋁載體；通過浸漬法將鉑負(fù)載于有機(jī)物氧化鋁載體上，獲得高活性氧化鋁負(fù)載鉑催化劑。

優(yōu)選地，采用介質(zhì)阻擋放電有機(jī)氣氛等離子體預(yù)處理氧化鋁載體其中有機(jī)氣氛為甲烷或乙酸。

進(jìn)一步優(yōu)選地，當(dāng)有機(jī)氣氛為甲烷時，接枝有機(jī)基團(tuán)氧化鋁載體的制備方法如下：

采用Al₂O₃粉末作為載體前驅(qū)體，以甲烷氣和氬氣的混合氣體作為工作氣體，且甲烷的體積分?jǐn)?shù)為5％-95％，放電電壓為峰峰值20-60kV，放電時間1-20min，得到甲烷氧化鋁載體。

進(jìn)一步優(yōu)選地，當(dāng)有機(jī)氣氛為乙酸時，接枝有機(jī)基團(tuán)氧化鋁載體的制備方法如下：

采用Al₂O₃粉末作為載體前驅(qū)體，以氬氣作為工作氣體，在室溫下通過裝有乙酸的鼓泡器，放電電壓為峰峰值20-60kV，放電時間1-20min，得到甲烷氧化鋁載體。

更進(jìn)一步優(yōu)選地，放電介質(zhì)采用石英玻璃，介質(zhì)厚度為0.2～5mm，放電間距為2～50mm。

更進(jìn)一步優(yōu)選地，放電電壓為峰峰值20～60kV。

優(yōu)選地，通過浸漬法將鉑負(fù)載于有機(jī)物氧化鋁載體上，具體操作包括：