脱氢催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及脱氢催化剂技术领域，公开了一种脱氢催化剂及其制备方法与应用

【技术实现步骤摘要】
脱氢催化剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及脱氢催化剂
，具体涉及一种脱氢催化剂及其制备方法与应用
。

技术介绍

[0002]目前，储氢技术主要有物理储氢
、
吸附储氢和化学储氢
。
物理储氢技术已经满足车辆的要求，但其对设备的高要求和苛刻操作条件使得此技术性能与效率之间的矛盾日益突出
。
吸附储氢和化学储氢是目前研究的重点，取得了一定研究成果，但是离车载储氢技术要求还有一定差距
。
化学储氢中的有机液体储氢技术
(
有机液体主要有：甲基环己烷，环己烷，四氢萘，十氢萘，全氢氮乙基咔唑，全氢咔唑等
)
是通过催化加
、
脱氢可逆反应来实现氢能的储存，该过程反应可逆，反应物产物可循环再利用，储氢量相对较高
(
约
60
‑
75kg H2/m3，质量分数为6‑8％
)
，符合国际能源署和美国能源部
(DOE)
规定的指标，并以有机液体形式进行长途输送或可解决能源的地区分布不均匀问题，真正符合绿色化学的要求，具有较强的应用前景
。
[0003]有机液体储氢技术中同时存在加氢和脱氢过程，加氢过程相对简单，技术比较成熟，脱氢过程是一个强吸热
、
高度可逆的反应，因此从动力学和热力学两方面来看
,
高温都有利于脱氢反应进行，但高温下易发生原料分解裂解
、
积碳等副反应会导致催化剂的活性降低甚至失活，不利于脱氢反应进行
。
且载体例如氧化钛
、
石墨烯等载体成本较高，如果同时使用高负载量的贵金属则会导致催化剂成本的进一步提高
。
[0004]因此，亟需开发一种新的改性载体负载活性组分的脱氢催化剂
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的脱氢催化剂活性组分负载量高
、
分散度低和稳定性差，用于脱氢时，脱氢效率低，原料分解率高的问题，提供一种脱氢催化剂及其制备方法与应用
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种脱氢催化剂，所述脱氢催化剂包括：改性二氧化硅载体和负载于所述改性二氧化硅载体上的活性组分；其中，所述改性二氧化硅载体上的羟基数量为
0.77
‑
0.85mol/g。
[0007]本专利技术第二方面提供一种脱氢催化剂的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：1）将二氧化硅载体与酸液混合并进行第一干燥，得到改性二氧化硅载体；2）将所述改性二氧化硅载体与含有活性组分前驱体和络合剂的混合溶液进行混合，将得到的混合物进行
pH
调节
、
洗涤
、
焙烧和还原，得到脱氢催化剂
。
[0008]本专利技术第三方面提供一种由上述制备方法制得的脱氢催化剂
。
[0009]本专利技术第四方面提供上述脱氢催化剂在液态储氢介质脱氢中的应用，其中，所述液态储氢介质为十二氢乙基咔唑
、18H
‑
二苄基甲苯
、
甲基环己烷
、
萘和甲基环己烷中的至少一种
。
[0010]通过上述技术方案，本专利技术提供的一种脱氢催化剂及其制备方法与应用获得以下有益的效果：（1）本专利技术提供的脱氢催化剂包括改性二氧化硅载体和负载于所述改性二氧化硅载体上的活性组分；其中，所述改性二氧化硅载体是二氧化硅载体经过酸改性的，通过酸改性的二氧化硅载体能够去除二氧化硅载体表面的杂质和增加二氧化硅载体表面的羟基数量（
0.77
‑
0.85mol/g
），使该脱氢催化剂的活性组分负载量低
、
分散度高和稳定性好；（2）本专利技术提供的脱氢催化剂的制备方法，该方法简单，便于工业化生产；（3）将本专利技术提供的脱氢催化剂用于脱氢时，能够有效地提高脱氢效率（反应
8h
时催化剂的转化率为
75
‑
99%
）和降低原料分解率（甲烷含量为
38
‑
125ppm
，乙烷含量为
25
‑
68ppm
）
。
具体实施方式
[0011]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值
。
对于数值范围来说，各个范围的端点值之间
、
各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开
。
[0012]本专利技术第一方面提供一种脱氢催化剂，其中，所述脱氢催化剂包括：改性二氧化硅载体和负载于所述改性二氧化硅载体上的活性组分；其中，所述改性二氧化硅载体上的羟基数量为
0.77
‑
0.85mol/g。
[0013]本专利技术中，通过酸改性的二氧化硅载体能够去除载体表面的杂质和增加二氧化硅载体表面的羟基，使该脱氢催化剂的活性组分负载量低
、
分散度高和稳定性好
。
[0014]根据本专利技术，所述脱氢催化剂的比表面积为
200
‑
300m2/g。
[0015]本专利技术中，当催化剂的比表面积小于
200m2/g
，其微孔少，其活性脱氢活性降低；催化剂的比表面积大于
300m2/g
，活性组分与改性载体结合力太弱，活性组分易脱落会造成脱氢活性降低
。
[0016]根据本专利技术，所述脱氢催化剂的平均粒径为
10
‑
35nm。
[0017]本专利技术中，所述脱氢催化剂的平均粒径小于
10nm
，催化剂表面能大，容易吸附原料与环境中的污染物，稳定性下降；催化剂的平均粒径大于
35nm
，物料与催化剂接触面积小，反应速度较慢，反应速率较低
。
[0018]根据本专利技术，所述活性组分选自钯和
/
或铂，优选为钯
。
[0019]根据本专利技术，基于所述脱氢催化剂的总重量，所述脱氢催化剂含有所述改性二氧化硅载体
95
‑
99.9wt%
和所述活性组分
0.1
‑
5wt%。
[0020]本专利技术中，当改性二氧化硅载体和活性组分的含量未满足上述限定的范围，该催化剂的催化效果不稳定
。
[0021]本专利技术第二方面提供一种脱氢催化剂的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：1）将二氧化硅载体与酸液混合并进行第一干燥，得到改性二氧化硅载体；2）将所述改性二氧化硅载体与含有活性组分前驱体和络合剂的混合溶液进行混合，将得到的混合物进行...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种脱氢催化剂，其特征在于，所述脱氢催化剂包括：改性二氧化硅载体和负载于所述改性二氧化硅载体上的活性组分；其中，所述改性二氧化硅载体上的羟基数量为
0.77
‑
0.85mol/g。2.
根据权利要求1所述的脱氢催化剂，其中，所述脱氢催化剂的比表面积为
200
‑
300m2/g。3.
根据权利要求1所述的脱氢催化剂，其中，所述脱氢催化剂的平均粒径为
20
‑
60nm。4.
根据权利要求1所述的脱氢催化剂，其中，所述活性组分选自钯和
/
或铂
。5.
根据权利要求1所述的脱氢催化剂，其中，基于所述脱氢催化剂的总重量，所述脱氢催化剂含有所述改性二氧化硅载体
95
‑
99.9wt%
和所述活性组分
0.1
‑
5wt%。6.
一种脱氢催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1）将二氧化硅载体与酸液混合并进行第一干燥，得到改性二氧化硅载体；2）将所述改性二氧化硅载体与含有活性组分前驱体和络合剂的混合溶液进行混合，将得到的混合物进行
pH
调节
、
洗涤
、
焙烧和还原，得到脱氢催化剂
。7.
根据权利要求6所述的制备方法，其中，步骤1）中，所述二氧化硅载体的平均粒径为
10
‑
30nm。8.
根据权利要求6所述的制备方法，其中，步骤1）中，所述酸液选自硫酸
、
盐酸和硝酸中的至少一种
。9.
根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：北京海望氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：