Pt-Ce脱氢催化材料、制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了Pt

【技术实现步骤摘要】
Pt
‑
Ce脱氢催化材料、制备方法及其应用


[0001]本专利技术是关于新能源液体储氢脱氢技术，特别是关于一种Pt
‑
Ce脱氢催化材料、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]化石能源效率低下、储量有限，且容易引起环境污染和温室效应等问题。寻求低碳排放且高效清洁的新能源来替代传统的煤炭、石油等化石能源对人类社会的可持续发展至关重要。氢能是21世纪的主要新能源之一，其来源丰富、燃烧性能优异、经济效益良好、能量密度高且绿色环保，安全高效，是理想的能源载体。
[0003]氢气的储存是氢能利用的关键环节。目前研究的储氢技术有高压储氢、液态储氢、固态储氢、液相有机氢载体储氢等，前三种储氢方式存在能耗过大、气化率高以及安全性等问题，且受制于成本、可逆特性、稳定性等因素，难以与现有基础设施相契合，大规模应用受限。液相有机氢载体储氢是通过不饱和有机物的加氢和脱氢反应来实现氢气的储存和释放，实现氢能的异地运输与应用。因氢载体的性质与燃油类似，可利用或改造现有的油类基础运输设备进行输送，储氢形式安全高效，具备较好的市场发展前景。
[0004]目前正在研究或已经商用的氢载体包括甲苯、苄基甲苯(MBT)、二苄基甲苯(DBT)、苄基苯和N
‑
乙基咔唑(NEC)等，上述有机物中，DBT可以在液态体系中实现催化脱氢，便于以液态形式运输。DBT是工业应用的导热油，沸点较高且稳定，其蒸气压偏低也能保证产物氢气的高纯度。此外，DBT成本低也决定了其在大宗氢气储运方面更具优势。现有的脱氢催化材料，活性成分组分复杂，贵金属用量大，种类多，具有极高的应用成本。
[0005]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种Pt
‑
Ce脱氢催化材料、制备方法及其应用，脱氢性能更高，大幅提高了催化活性，降低脱氢能耗。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的实施例提供了Pt
‑
Ce脱氢催化材料，包括γ
‑
Al2O3载体；和负载于所述γ
‑
Al2O3载体上的活性成分，所述活性成分为Pt
‑
Ce组合物。
[0008]在本专利技术的一个或多个实施方式中，γ
‑
Al2O3载体为40
‑
60目的颗粒材料。
[0009]在本专利技术的一个或多个实施方式中，Pt
‑
Ce组合物中Pt在γ
‑
Al2O3载体上的负载量为0.3
‑
0.6wt.％，Ce在γ
‑
Al2O3载体上的负载量为0.125
‑
0.75wt.％。
[0010]在本专利技术的一个或多个实施方式中，Pt
‑
Ce组合物中质量比满足：Pt：Ce＝1:(0.25
‑
1.5)。
[0011]在本专利技术的一个或多个实施方式中，Pt
‑
Ce脱氢催化材料的制备方法，包括如下步骤：准备γ
‑
Al2O3载体，并以铂源和/或铈源准备活性前驱体溶液；将所述γ
‑
Al2O3载体与所述活性前驱体溶液共浸渍、陈化、干燥、煅烧后，即得到Pt
‑
Ce脱氢催化材料。优选的，干燥条
件可以为：温度可以选择在100
‑
130℃。干燥时间可以选择为8
‑
20h.
[0012]在本专利技术的一个或多个实施方式中，前驱体溶液为如下情形之一：A、铂源前驱体溶液和铈源前驱体溶液；B、含有铂源和铈源混合物的混合前驱体溶液。
[0013]在本专利技术的一个或多个实施方式中，共浸渍为所述γ
‑
Al2O3载体与所述活性前驱体溶液搅拌20
‑
40min后，陈化18
‑
36h。
[0014]在本专利技术的一个或多个实施方式中，煅烧为在氢气气氛下煅烧3
‑
8h，煅烧温度为300
‑
400℃。
[0015]在本专利技术的一个或多个实施方式中，氢气气氛为氢气流速为40～60mL/min。
[0016]在本专利技术的一个或多个实施方式中，Pt
‑
Ce脱氢催化材料在催化储氢材料脱氢中的应用。
[0017]与现有技术相比，根据本专利技术实施方式的Pt
‑
Ce脱氢催化材料、制备方法及其应用，针对全氢二苄基甲苯(18H
‑
DBT)采用传统脱氢催化剂存在脱氢速率慢、0H
‑
DBT选择性低及脱氢转化率低等问题。本专利技术选择性地采用Pt
‑
Ce双负载催化剂，二者协同促进脱氢反应的进行，提高了催化效率。
[0018]本专利技术可以实现对DBT加氢产物在液态体系中实现催化脱氢，便于以液态形式运输、存储以及应用推广，降低了推广应用成本。此外，DBT是工业应用的导热油，沸点较高且稳定，其蒸气压偏低也能保证产物氢气的高纯度。最后，DBT成本低也决定了其在大宗氢气储运方面更具优势。
[0019]相比于现有催化剂，本方案选择性地实现了Pt
‑
Ce协同催化脱氢反应，提高了产物的选择性、催化脱氢速率，实现了脱氢效率的大幅度提高，脱氢性能更高，大幅提高了催化活性，降低脱氢能耗。
附图说明
[0020]图1是根据本专利技术一实施方式的不同比例的Pt
‑
Ce/Al2O3催化剂的XRD谱图；
[0021]图2是根据本专利技术一实施方式的不同比例的Pt
‑
Ce/Al2O3催化剂在催化脱氢过程中的H2累积流量曲线；
[0022]图3是根据本专利技术一实施方式的0.5％Pt
‑
0.25％Ce/Al2O3催化剂催化脱氢后的氢载体的GC
‑
MS谱图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0024]除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0025]液相有机氢载体储氢所用氢载体的性质与燃油类似，可利用或改造现有的油类基础运输设备进行输送，储氢形式安全高效，与传统的高压储氢、液态储氢以及固态储氢相比，具备较好的市场发展前景，是现今新能源领域的重点关注点。
[0026]在包括而不限于以下实施例中，均可以以如下反应路线所展示的加氢产物进行催
化脱氢为例，对本专利技术的优势之处进行说明，但不作为对本专利技术范围的限定：液相有机物为二苄基甲苯(DBT)的全加氢产物18H...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Pt
‑
Ce脱氢催化材料，其特征在于，包括γ
‑
Al2O3载体；和负载于所述γ
‑
Al2O3载体上的活性成分，所述活性成分为Pt
‑
Ce组合物。2.如权利要求1所述的Pt
‑
Ce脱氢催化材料，其特征在于，所述γ
‑
Al2O3载体为40
‑
60目的颗粒材料。3.如权利要求1所述的Pt
‑
Ce脱氢催化材料，其特征在于，所述Pt
‑
Ce组合物中Pt在γ
‑
Al2O3载体上的负载量为0.3
‑
0.6wt.％，Ce在γ
‑
Al2O3载体上的负载量为0.125
‑
0.75wt.％。4.如权利要求3所述的Pt
‑
Ce脱氢催化材料，其特征在于，所述Pt
‑
Ce组合物中质量比满足：Pt：Ce＝1:(0.25
‑
1.5)。5.如权利要求1
‑
4任一所述的Pt
‑
Ce脱氢催化材料的制备方法，包括如下步骤：准备γ
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘冬妮，尹中南，陈琪，周子兵，孙猛，
申请(专利权)人：苏州金宏气体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：