[發(fā)明專利]用于有機儲氫液體加氫與脫氫的催化劑及其制備方法和有機儲氫液體加氫與脫氫的方法

有效

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• 申請日: 2022-04-29
• 公開（公告）號: CN114700084B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫昌勃;劉磊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京海望氫能科技有限公司
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J21/04;C01B3/00
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 趙澤麗

本發(fā)明涉及儲氫催化劑技術(shù)領(lǐng)域，公開了用于有機儲氫液體加氫與脫氫的催化劑及其制備方法和有機儲氫液體加氫與脫氫的方法。該催化劑包括載體、主活性組分和助活性組分，其中，所述載體選自氧化鋁、氧化硅和氧化鈦中的一種或兩種；所述主活性組分包括非貴金屬和貴金屬，所述非貴金屬為鎳，所述貴金屬為釕、銠和鈀中的一種或兩種，所述助活性組分為釔、鈷和鉬中的一種或兩種；以所述催化劑的總重量計，所述主活性組分的含量為15?75wt％，所述助活性組分的含量為0.3?5wt％。本發(fā)明的催化劑具有較高的加氫及脫氫活性，可降低有機儲氫液體在加氫與脫氫過程中的分解，提高氫氣的純度，并大大降低成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及儲氫催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及用于有機儲氫液體加氫與脫氫的催化劑及其制備方法和有機儲氫液體加氫與脫氫的方法。

背景技術(shù)

有機儲氫液體因儲氫量較高，性能穩(wěn)定，安全性高，且原則上可同汽油一樣在常溫常壓下儲存和運輸?shù)葍?yōu)點受到越來越多的關(guān)注。有機液態(tài)雜環(huán)化合物是一類性能優(yōu)異的儲氫材料，其可在較溫和條件下實現(xiàn)可循環(huán)地催化加氫與脫氫。有機儲氫液體的儲氫技術(shù)同時存在加氫和脫氫過程，加氫過程相對簡單，技術(shù)比較成熟，脫氫過程是一個強吸熱、高度可逆的反應(yīng)，從動力學(xué)和熱力學(xué)兩方面來看，高溫都有利于脫氫反應(yīng)。液態(tài)有機儲氫是借助液體有機物為儲氫劑，與H₂可逆反應(yīng)來實現(xiàn)加氫和脫氫，其安全性高，易于輸送，儲氫量大，儲氫成本低且可多次循環(huán)使用。在這類材料中，N-乙基咔唑具有較高的質(zhì)量儲氫密度(5.8wt%)，且其脫氫溫度較傳統(tǒng)有機氫化物有所降低，在儲氫領(lǐng)域里有著良好的應(yīng)用前景。

目前擁有的貴金屬催化劑在液態(tài)有機儲氫領(lǐng)域已經(jīng)取得了一些階段性的成果，常用的脫氫催化劑中，貴金屬組分起著脫氫作用，但在脫氫過程中催化劑上貴金屬活性組分易發(fā)生聚集尺寸變大最終導(dǎo)致活性降低，另外貴金屬價格昂貴導(dǎo)致脫氫成本很高。同時，目前用于有機儲氫液體加氫與脫氫的催化劑的操作條件苛刻，操作費用高，催化脫氫過程還伴有副反應(yīng)發(fā)生，導(dǎo)致氫氣不純。因此，還需進一步優(yōu)化加氫催化劑以獲得較優(yōu)的催化加氫效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的常規(guī)貴金屬催化劑的價格昂貴，非貴金屬催化劑加氫及脫氫活性低等問題，提供用于有機儲氫液體加氫與脫氫的催化劑及其制備方法和有機儲氫液體加氫與脫氫的方法，該催化劑具有較高的加氫及脫氫活性，減低有機儲氫液體在加氫與脫氫過程中的分解，提高氫氣的純度，并大大降低成本。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種用于有機儲氫液體加氫與脫氫的催化劑，所述催化劑包括載體、主活性組分和助活性組分，其中，所述載體選自氧化鋁、氧化硅和氧化鈦中的一種或兩種；所述主活性組分包括非貴金屬和貴金屬，所述非貴金屬為鎳，所述貴金屬為釕、銠和鈀中的一種或兩種，所述助活性組分為釔、鈷和鉬中的一種或兩種；

以所述催化劑的總重量計，所述主活性組分的含量為15-75wt%，所述助活性組分的含量為0.3-5wt%。

本發(fā)明第二方面提供一種用于有機儲氫液體加氫與脫氫的催化劑的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

在非貴金屬前驅(qū)體與載體前驅(qū)體的混合溶液中加入堿液，經(jīng)沉淀，得到沉淀物；

將所述沉淀物依次進行過濾、洗滌、干燥和第一焙燒，得到催化劑前體I；

將所述催化劑前體與貴金屬前驅(qū)體及助活性組分前驅(qū)體的混合溶液混合，經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)脫水后，進行第二焙燒，得到所述催化劑。

本發(fā)明第三方面提供一種用于有機儲氫液體加氫與脫氫的催化劑的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

將非貴金屬前驅(qū)體與載體前驅(qū)體進行第一混捏，加入酸溶液或堿溶液，進行第二混捏，依次進行擠條成型、干燥和第三焙燒，得到催化劑前體；

將所述催化劑前體與貴金屬前驅(qū)體及助活性組分前驅(qū)體的混合溶液混合，經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)脫水后，進行第四焙燒，得到所述催化劑。