一种加氢催化剂及其制备方法和应用、一种吸氢复合材料技术

本发明专利技术属于催化加氢技术领域，具体涉及一种加氢催化剂及其制备方法和应用、一种吸氢复合材料。本发明专利技术提供了一种加氢催化剂，包括载体和负载在所述载体上的高熵纳米合金；所述高熵纳米合金包括主成分和辅助成分；所述主成分包括钯和钌；所述辅助成分包括铂、镍、铜、银、铁、钴和铱中的至少三种。在本发明专利技术中，高熵纳米合金中的辅助成分能够增加主成分在载体上的分散性；同时能够和主成分之间形成协同作用，降低苯环加氢的反应能垒，进而使得加氢催化剂能够同时实现烯/炔基和苯环的加氢。能够同时实现烯/炔基和苯环的加氢。能够同时实现烯/炔基和苯环的加氢。

【技术实现步骤摘要】
一种加氢催化剂及其制备方法和应用、一种吸氢复合材料


[0001]本专利技术属于催化加氢
，具体涉及一种加氢催化剂及其制备方法和应用、一种吸氢复合材料。

技术介绍

[0002]催化加氢在化工、医药、能源等领域具有重要应用。例如：利用苯加氢生产环己烷、利用草酸二乙酯加氢制备乙二醇、利用中/低温煤焦油加氢制备清洁燃料油、利用对氯硝基苯加氢合成对氯苯胺等。
[0003]其中，催化剂是实现加氢反应的重要成分。在吸氢领域，主要是利用催化剂催化固态不饱和有机分子在常温常压下进行不可逆加氢，进而降低密闭环境中的氢及其同位素的浓度。
[0004]常用的固态不饱和有机分子为1,4
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二(苯乙炔基)苯，催化剂为钯/碳催化剂。但是对于同时含有烯/炔基和苯环的化合物来说，钯/碳催化剂只能催化其中的烯/炔基加氢，但不能使苯环加氢，进而使得吸氢效率较低。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种加氢催化剂及其制备方法和应用、一种吸氢复合材料，本专利技术提供的加氢催化剂能够同时实现烯/炔基和苯环的加氢，进而提高不饱和烃化合物的吸氢效率。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种加氢催化剂，包括载体和负载在所述载体上的高熵纳米合金；
[0008]所述高熵纳米合金包括主成分和辅助成分；
[0009]所述主成分包括钯和钌；所述辅助成分包括铂、镍、铜、银、铁、钴和铱中的至少三种。
[0010]优选的，所述钯和钌的摩尔比为1：0.5～1.5。
[0011]优选的，所述辅助成分中，每种元素和钯的摩尔比独立的为0.5～1.5：1。
[0012]优选的，所述高熵纳米合金的负载质量百分含量为40～90％。
[0013]优选的，所述高熵纳米合金以合金颗粒或合金薄膜的形式存在；
[0014]所述合金颗粒的粒径为2～20nm；
[0015]所述合金薄膜的厚度为5～20nm。
[0016]本专利技术还提供了上述技术方案所述加氢催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0017]根据所述高熵纳米合金的成分，将各元素对应的可溶性化合物、极性有机溶剂和载体混合，进行溶剂热反应，得到所述加氢催化剂。
[0018]优选的，所述可溶性化合物包括可溶性金属氯化物、可溶性硝酸盐或可溶性乙酰丙酮金属盐。
[0019]优选的，所述溶剂热反应的温度为150～400℃，时间为2～8h。
[0020]本专利技术还提供了上述技术方案所述的加氢催化剂或上述技术方案所述的制备方法制备得到的加氢催化剂在催化不饱和烃加氢中的应用。
[0021]本专利技术还提供了一种吸氢复合材料，包括催化剂和不饱和烃化合物；
[0022]所述催化剂为上述技术方案所述的加氢催化剂或上述技术方案所述的制备方法制备得到的加氢催化剂。
[0023]本专利技术提供了一种加氢催化剂，包括载体和负载在所述载体上的高熵纳米合金；所述高熵纳米合金包括主成分和辅助成分；所述主成分包括钯和钌；所述辅助成分包括铂、镍、铜、银、铁、钴和铱中的至少三种。在本专利技术中，高熵纳米合金中的辅助成分能够增加主成分在载体上的分散性；同时能够和主成分之间形成协同作用，降低苯环加氢的反应能垒，进而使得加氢催化剂能够同时实现烯/炔基和苯环的加氢。
附图说明
[0024]图1为以碳纳米纤维为载体时制备加氢催化剂的流程示意图；
[0025]图2为实施例1～2得到的加氢催化剂的XRD图；
[0026]图3为实施例1～4得到的加氢催化剂的SEM图；
[0027]图4为实施例1得到的加氢催化剂的元素面扫描测试图；
[0028]图5为实施例1～5得到的加氢催化剂的元素比例测试结果图；
[0029]图6为实施例1得到的加氢催化剂和硝化预处理碳纤维的TEM图；
[0030]图7为实施例1得到的加氢催化剂经加氢测试后的TEM图；
[0031]图8为实施例2得到的加氢催化剂的XPS图；
[0032]图9为实施例1和对比例1得到的加氢催化剂、硝化预处理碳纤维、高熵纳米合金颗粒的吸氢量
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压力测试曲线；
[0033]图10为实施例1～5得到的加氢催化剂的吸氢量
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压力测试曲线；
[0034]图11为实施例1～5得到的加氢催化剂的吸氢量
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时间测试曲线；
[0035]图12为由实施例1得到的加氢催化剂制备得到的吸氢复合材料中1,4
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二(苯乙炔基)苯在吸氢前后的核磁谱图；
[0036]图13为1,4
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二(苯乙炔基)苯在加氢催化剂下进行加氢的示意图。
具体实施方式
[0037]本专利技术提供了一种加氢催化剂，包括载体和负载在所述载体上的高熵纳米合金；
[0038]所述高熵纳米合金包括主成分和辅助成分；
[0039]所述主成分包括钯和钌；所述辅助成分包括铂、镍、铜、银、铁、钴和铱中的至少三种。
[0040]在本专利技术中，所述钯和钌的摩尔比优选为1：0.5～1.5，进一步优选为1：0.6～1.3，更优选为1：0.8～1.0。
[0041]在本专利技术中，所述辅助成分中，每种元素和钯的摩尔比独立的优选为0.5～1.5：1，进一步优选为0.6～1.3：1，更优选为0.8～1.0：1。
[0042]在本专利技术中，通过调控纳米合金的成分组成和配比，能够调控载体表面金属元素的暴露吸附位点，进而实现选择性催化并提高加氢反应速率。
[0043]在本专利技术中，所述高熵纳米合金的负载质量百分含量优选为40～90％，进一步优选为50～80％，更优选为60～70％。
[0044]在本专利技术中，所述高熵纳米合金优选以合金颗粒或合金薄膜的形式存在。在本专利技术中，所述合金颗粒的粒径优选为2～40nm，进一步优选为5～30nm，更优选为10～20nm。在本专利技术中，所述合金薄膜的厚度优选为5～20nm，进一步优选为8～18nm，更优选为10～15nm。
[0045]在本专利技术中，所述高熵纳米合金中的元素优选以无规固溶体或局部晶格有序固溶体排列。
[0046]在本专利技术中，所述辅助成分包括廉价金属元素，进而能够降低加氢催化剂的生产成本。
[0047]在本专利技术中，所述载体优选包括形状为片状、棒状、层状或球状的无孔材料或多孔材料。在本专利技术中，所述载体优选包括无机载体、有机载体和金属载体。
[0048]在本专利技术中，所述无机载体优选包括碳载体、氧化铝、二氧化铈、二氧化钛和硅藻土中的一种或几种；所述碳载体优选包括活性炭、氧化石墨烯、碳纳米纤维、碳纳米管、碳气凝胶、石墨烯气凝胶和MXenes中的一种或几种。在本专利技术中，所述碳纳米纤维的直径优选为50～300nm。在本专利技术中，所述氧化石墨烯的层数优选为1～2层；粒径优选为1～5μm。在本专利技术中，所述氧化铝优选为γ
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加氢催化剂，其特征在于，包括载体和负载在所述载体上的高熵纳米合金；所述高熵纳米合金包括主成分和辅助成分；所述主成分包括钯和钌；所述辅助成分包括铂、镍、铜、银、铁、钴和铱中的至少三种。2.根据权利要求1所述的加氢催化剂，其特征在于，所述钯和钌的摩尔比为1：0.5～1.5。3.根据权利要求1或2所述的加氢催化剂，其特征在于，所述辅助成分中，每种元素和钯的摩尔比独立的为0.5～1.5：1。4.根据权利要求1所述的加氢催化剂，其特征在于，所述高熵纳米合金的负载质量百分含量为40～90％。5.根据权利要求1或4所述的加氢催化剂，其特征在于，所述高熵纳米合金以合金颗粒或合金薄膜的形式存在；所述合金颗粒的粒径为2～20nm；所述合金薄膜的厚度为5～20nm。6.权利要求1～5任一项所述加...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭亚昆，景泽坤，帅茂兵，岳国宗，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院材料研究所，
类型：发明
国别省市：