一种Pt基催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种Pt基催化剂及其制备方法和应用，属于脱氢催化剂技术领域。所述Pt基催化剂的制备方法，包括以下步骤：将含镁离子、铝离子和铂离子的水溶液Ⅰ与含氢氧根的碱性化合物和碳酸盐的水溶液Ⅱ混合，进行反应，得到Pt基催化剂。本发明专利技术所述制备方法利用PtCl

【技术实现步骤摘要】
一种Pt基催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及脱氢催化剂
，尤其涉及一种Pt基催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]氢能是一种绿色、无污染的可再生清洁能源，是能源体系重要的组成部分。氢能的应用主要包括制氢和储运，其中，储运是制约氢能规模化应用的关键。在众多方式中，采用有机液体化学储氢技术储运氢能的最为常见。有机液体化学储氢技术是通过催化加氢/脱氢反应来实现氢能的存储的，充放氢能较为安全高效，并且将氢能转化为液体便于长距离的运输，具有广阔的应用前景。
[0003]但是，有机液体化学储氢技术中的脱氢反应是吸热过程，高温下易发生裂解等其他副反应，从而造成氢气纯度降低以及储氢载体可循环能力下降。因此，研究开发出高活性、高选择性的脱氢催化剂从而减少因过热引发的副反应至关重要。
[0004]Pt基催化剂因其能够高效选择性地活化C
‑
H键，广泛用于各类烷烃脱氢反应。为进一步发展高性能的烷烃脱氢催化剂，掌握活性金属Pt的微观结构调控策略是十分必要的。Pt作为主要活性位点，适宜的微观结构既可以促进反应物吸附及活化，又可以强化产物的脱附，兼顾催化过程的高转化率、高选择性及优异的稳定性。因此，开发便捷的Pt微观结构调控策略，能够针对不同反应底物，匹配Pt的最优微观结构，进而有效降低反应能垒，使催化剂展现出更高的催化活性和抗积碳稳定性。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种Pt基催化剂及其制备方法和应用。本专利技术所述的Pt基催化剂的制备方法，使得制备得到的催化剂中Pt粒径较小，呈现高分散状态，原子利用率较高，用于甲基环己烷脱氢反应时，具有较高的催化活性和稳定性。
[0006]本专利技术提供了一种Pt基催化剂的制备方法，包括以下步骤：将含镁离子、铝离子和铂离子的水溶液Ⅰ与含氢氧根的碱性化合物和碳酸盐的水溶液Ⅱ混合，进行反应，得到Pt基催化剂。
[0007]优选的，所述镁离子由六水合硝酸镁、四水合乙酸镁、氯化镁中的一种或多种提供；更优选的，所述镁离子由六水合硝酸镁提供。
[0008]优选的，所述铝离子由九水合硝酸铝、六水合氯化铝、无水氯化铝中的一种或多种提供；更优选的，所述铝离子由九水合硝酸铝提供。
[0009]优选的，所述铂离子由含氯铂酸根的化合物提供，所述含氯铂酸根的化合物包括但不限于由氯铂酸、氯铂酸钾、氯铂酸铵。
[0010]本专利技术优选的，所述铂离子由氯铂酸、氯铂酸钾、氯铂酸铵中的一种或多种提供；更优选的，所述铂离子由氯铂酸提供。
[0011]优选的，所述镁离子与铝离子的摩尔比为(1～5):1；更优选为(2～4)：1；进一步优
选为2：1。
[0012]优选的，所述镁离子与铝离子的摩尔浓度之和为0.1～1mol/L；更优选为0.4～0.8mol/L；进一步优选为0.6mol/L。
[0013]优选的，所述铂离子的摩尔浓度为0.1～20mmol/L；更优选为1～5mmol/L；进一步优选为1.3mmol/L。
[0014]优选的，所述铂离子与镁离子的摩尔比为(1～25)：1000；更优选为(4～8)：1000。
[0015]优选的，所述步骤2)中含氢氧根的碱性化合物选自氢氧化钠或氢氧化钾；更优选的，所述含氢氧根的碱性化合物为氢氧化钠。
[0016]优选的，所述碳酸盐选自碳酸钠或碳酸钾；更优选地，所述碳酸盐为碳酸钠。
[0017]优选的，所述含氢氧根的碱性化合物和碳酸盐的摩尔比为(1～5):1；更优选为(1～3)：1；进一步优选为2：1。
[0018]优选的，所述含氢氧根的碱性化合物和碳酸盐的摩尔浓度之和为1～5mol/L；更优选为2～3mol/L；进一步优选为2.4mol/L。
[0019]本专利技术所述水溶液Ⅰ和Ⅱ均采用蒸馏水、去离子水、超纯水中的一种或多种作为溶剂；更优选的，采用去离子水作为溶剂。
[0020]优选的，所述水溶液Ⅰ和水溶液Ⅱ的体积比为(0.5～4)：1；更优选为(0.5～2)：1。在本专利技术一些具体的实施例中水溶液Ⅰ和水溶液Ⅱ的体积比为1：1。
[0021]优选的，所述反应的pH值为7～14；更优选的，所述pH为7～9.5。
[0022]优选的，本专利技术将水溶液Ⅰ与水溶液Ⅱ混合的过程中，控制体系pH值不变。具体可以为通过控制滴加速度和搅拌速度等方式控制pH值不变。
[0023]本专利技术通过pH计监测体系pH值，控制其不变，保证载体(镁铝水滑石层板)具有适宜的碱性质，从而减少脱氢反应过程中发生的催化剂的积碳失活问题。
[0024]优选的，所述反应完成后还包括晶化和焙烧。
[0025]本专利技术将溶液Ⅰ和溶液Ⅱ混合，优选的，将溶液Ⅰ和溶液Ⅱ分别滴入水中进行混合并反应，反应结束后，对体系进行晶化、洗涤、干燥、焙烧等后处理。
[0026]所述晶化的溶剂为水，可以为蒸馏水、去离子水、超纯水中的一种或多种。
[0027]优选的，所述晶化的温度为50～100℃；更优选的，所述晶化的温度为70～100℃。
[0028]优选的，所述晶化的时间为5～24h；更优选的，所述晶化的时间为8～16h。
[0029]本专利技术所述的制备方法中，在晶化完成后，过滤悬浊液得到晶体，并进行洗涤。
[0030]本专利技术对上述制备方法中所述的洗涤方法并无特殊限定，可以为离心、减压抽滤、常压过滤等本领域技术人员熟知的方法。
[0031]对上述晶体洗涤后，将其进行干燥和焙烧后处理。
[0032]本专利技术对上述制备方法中所述的干燥方法并无特殊限定，可以为常压干燥、真空干燥、冷冻干燥等本领域技术人员熟知的方法。
[0033]优选的，所述干燥的温度为40～100℃；更优选的，干燥的温度为60～100℃。
[0034]优选的，所述干燥的时间为4～24h；更优选的，所述干燥的时间为6～12h。
[0035]优选的，所述焙烧的气氛选自真空、氮气、氩气、氦气、空气中的一种或多种；更优选的，所述焙烧的气氛为空气。
[0036]优选的，所述焙烧的温度为300～800℃；更优选的，所述焙烧的温度为400～600
℃。
[0037]优选的，所述焙烧的时间为2～6h；更优选的，所述焙烧时间为2～4h。
[0038]在水溶液Ⅰ与水溶液Ⅱ混合并反应结束后，经过上述晶化、洗涤、干燥、焙烧后处理，得到Pt基催化剂。
[0039]上述Pt基催化剂的具体组成为Pt/MgAlO。由于所述催化剂的组分复杂，这里仅表示其元素组成。
[0040]本专利技术所述的Pt基催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：
[0041]1)将含镁离子、铝离子的化合物配成混合盐溶液后，加入含铂离子的水溶液混合均匀得到混合体系S1；
[0042]2)将含氢氧根的碱性化合物和碳酸盐配成混合碱溶液S2；
[0043]3)将上述混合碱溶液S2和混合体系S1混合反应得到悬浊本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Pt基催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将含镁离子、铝离子和铂离子的水溶液Ⅰ与含氢氧根的碱性化合物和碳酸盐的水溶液Ⅱ混合，进行反应，得到Pt基催化剂。2.根据权利要求1所述的Pt基催化剂的制备方法，其特征在于，所述镁离子由六水合硝酸镁、四水合乙酸镁、氯化镁中的一种或多种提供；所述铝离子由九水合硝酸铝、六水合氯化铝、无水氯化铝中的一种或多种提供；所述铂离子由氯铂酸、氯铂酸钾、氯铂酸铵中的一种或多种提供。3.根据权利要求1所述的Pt基催化剂的制备方法，其特征在于，所述镁离子与铝离子的摩尔比为(1～5):1；所述镁离子与铝离子的摩尔浓度之和为0.1～1mol/L；所述铂离子的摩尔浓度为0.1～20mmol/L；所述铂离子与镁离子的摩尔比为(1～25)：1000。4.根据权利要求1所述的Pt基催化剂的制备方法，其特征在于，所述含氢氧根的碱性化合物选自氢氧化钠或氢氧化钾；所述碳酸盐选自碳酸钠或碳酸钾。5.根据权利要求1所述的Pt基催化剂的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜桂元，崔国庆，徐春明，王文涵，侯昊岐，张星，朱茳，
申请(专利权)人：北京孚威科技有限公司，
类型：发明
国别省市：