【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有机液体储氢领域，具体涉及一种加氢脱氢双向催化组合物及其制备方法和应用、加氢和脱氢方法。
技术介绍
1、氢气作为可再生能源，能效高，几乎不产生废弃物，因此有望成为提高能效，降低化石能源依存度、改善生态环境、保障能源安全的重要途径。目前急需开发可持续、高效率的规模制氢技术。
2、氢气通常以气态形式存在，易燃、易爆、易扩散，所以要优先考虑氢在储存和运输过程中的安全问题。目前的主要储运方式为气态、液态、化学三种方式。气态储氢罐已在车载上得到广泛应用，低温液氢在航天领域广泛应用，化学储氢技术尚处于研发阶段，在国外有小规模有机液体储运氢示范。
3、气态和液氢储运是基于物理方式的储运，前者对罐体材料的密闭性和耐压性要求较高，还存在运氢效率低的问题，长距离运氢成本高；后者对材料的保温性要求较高，设备的造价成本高。化学储氢是利用储氢介质在一定条件下能与氢气反应生成稳定化合物，再通过改变条件实现放氢的技术，主要包括有机液体储氢、液氨储氢、配位氢化物储氢、无机物储氢与甲醇储氢。有机液体储氢技术因原料易得、吸氢和放氢产物运输设备与传统的油气运输系统兼容性好，运输成本低，无需大规模投资等优点，在未来的能源转型发展中不会造成现有油气系统资源浪费，被认为是一类具有应用前景的化学储氢技术。有机液体储运氢载体主要是芳烃化合物，其中含杂环的芳烃化合物环因产物氢气和有机物分离容易被广泛研究。
4、cn111569901a公开了一种用于有机储氢材料加氢与脱氢的双金属催化剂的制备方法和应用，通过采用浸渍法将金属氧化物、
5、cn110841630a提供一种有机储氢材料加氢与脱氢催化剂，包括活性组分和载体，所述活性组分选自铂、铅、铑、钌、金、钯中的一种或多种，所述载体选自金属氧化物、分子筛、多孔材料中的一种或多种。在有机储氢材料加氢反应中，本专利技术的催化剂对乙基咔唑的转化率可达98％，对十二氢乙基咔唑的选择性可达98％，在有机储氢材料脱氢反应中，本专利技术的催化剂对十二氢乙基咔唑转化率可达91％，对乙基咔唑选择性可达89％。
6、到目前为止，涉及到有机液体同时脱氢和加氢的双向催化剂的报道较少，且以贵金属催化剂为主，对于不含贵金属的双向催化剂尚未有公开报道。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的在有机液体储氢中非贵金属双向催化剂存在空白，催化剂成本高、催化活性不足、产物选择性差的问题，提供一种加氢脱氢双向催化组合物及其制备方法和应用、加氢和脱氢方法，该加氢脱氢双向催化组合物能够高效地催化含氮杂环有机物进行加氢和脱氢，产物选择性好。
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种加氢脱氢双向催化组合物，所述组合物包括第一金属元素和第二金属元素，所述第一金属元素包括al，第二金属元素包括mo和ni；以元素计，第二金属元素与第一金属元素的摩尔比不高于1，mo与ni的摩尔比为0.2-5：1；
3、其中，第一金属元素以氧化态形式存在，所述第二金属元素至少部分以金属态分散在第一金属元素的表面；所述第二金属元素的平均颗粒尺寸为1-100nm。
4、本专利技术第二方面提供一种加氢脱氢双向催化组合物的制备方法，包括以下步骤：
5、(1)将含有第二金属元素的化合物与和溶剂进行第一混合，得到第一混合液；
6、其中，所述第二金属元素包括mo和ni，含有第二金属元素的化合物中，以元素计，mo与ni的摩尔比为0.2-5：1；
7、(2)将所述第一混合液和碱液进行第二混合，得到第二混合液；
8、(3)将所述第二混合液、醇以及含有第一金属元素的氧化物进行第三混合，然后进行加热，得到组合物前驱体粉末；
9、其中，第一金属元素包括al，含有第一金属元素的氧化物和第二混合液的用量使得，以元素计，第二金属元素与第一金属元素的摩尔比不高于1；
10、(4)将所述组合物前驱体粉末与含氢气氛接触，得到所述加氢脱氢双向催化组合物。
11、本专利技术第三方面提供上述制备方法制得的加氢脱氢双向催化组合物。
12、本专利技术第四方面提供第一方面或第三方面所述的加氢脱氢双向催化组合物在有机液体储氢中的应用。
13、本专利技术第五方面提供一种加氢方法，包括：在加氢反应条件下，在加氢催化剂的存在下，将含氮杂环类有机物与氢气接触；
14、所述加氢催化剂为第一方面或第三方面所述的加氢脱氢双向催化组合物。
15、本专利技术第六方面提供一种脱氢方法，包括：在脱氢反应条件下，将含氮杂环类有机物的加氢产物与脱氢催化剂接触进行脱氢反应，得到氢气；
16、所述脱氢催化剂为第一方面或第三方面所述的加氢脱氢双向催化组合物。
17、通过上述技术方案，本专利技术获得的有益效果如下：
18、(1)本专利技术提供的加氢脱氢双向催化组合物具有加氢/脱氢的双向催化功能，在第一金属元素和第二金属元素的协同作用下，既具有较高的加氢活性，也具有较高的脱氢活性，并且其加氢和脱氢活性接近贵金属，远高于常规的非贵金属催化剂。
19、(2)本专利技术提供的加氢脱氢双向催化组合物的制备方法，使得第一金属组分和第二金属组分具有相同的微区元素分布，制得的组合物具有优异的加氢/脱氢性能。
20、(3)本专利技术提供的加氢和脱氢方法，通过不含有贵金属的双向催化组合物，能够实现有机液体高效脱氢和加氢，大幅降低了有机液体储氢的原料成本，同时有利于进一步提高有机液体储氢的效率。
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1.一种加氢脱氢双向催化组合物，其特征在于，所述组合物包括第一金属元素和第二金属元素，所述第一金属元素包括Al，第二金属元素包括Mo和Ni；以元素计，第二金属元素与第一金属元素的摩尔比不高于1，Mo与Ni的摩尔比为0.2-5：1；
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，以元素计，第二金属元素与第一金属元素的摩尔比不高于0.3，优选为0.1-0.3：1；
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述组合物为颗粒状和/或棒状，优选为颗粒状；
4.一种加氢脱氢双向催化组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，含有第二金属元素的化合物中，以元素计，Mo和Ni的摩尔比为0.5-2：1；
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其中，所述碱液为含有碱性化合物的水溶液；
7.根据权利要求4-6中任意一项所述的制备方法，其中，含有第一金属元素的氧化物、第二混合液的用量使得，以元素计，第二金属元素与第一金属元素的摩尔比不高于0.3，优选为0.1-0.3：1；
8.根据权利
9.根据权利要求4-8中任意一项所述的制备方法，其中，所述含氢气氛为氢气或氢气和惰性气体的混合气；
10.权利要求4-9中任意一项所述的制备方法制得的加氢脱氢双向催化组合物。
11.权利要求1-3和10中任意一项所述的加氢脱氢双向催化组合物在有机液体储氢中的应用。
12.一种加氢方法，包括：在加氢反应条件下，在加氢催化剂的存在下，将含氮杂环类有机物与氢气接触；
13.一种脱氢方法，包括：在脱氢反应条件下，将含氮杂环类有机物的加氢产物与脱氢催化剂接触进行脱氢反应，得到氢气；
...【技术特征摘要】
1.一种加氢脱氢双向催化组合物，其特征在于，所述组合物包括第一金属元素和第二金属元素，所述第一金属元素包括al，第二金属元素包括mo和ni；以元素计，第二金属元素与第一金属元素的摩尔比不高于1，mo与ni的摩尔比为0.2-5：1；
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，以元素计，第二金属元素与第一金属元素的摩尔比不高于0.3，优选为0.1-0.3：1；
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述组合物为颗粒状和/或棒状，优选为颗粒状；
4.一种加氢脱氢双向催化组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，含有第二金属元素的化合物中，以元素计，mo和ni的摩尔比为0.5-2：1；
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其中，所述碱液为含有碱性化合物的水溶液；
7.根据权利要求4-6中任意一项所述的制备方法，其中，含有...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨雪，林伟，彭博，孙敏，王若瑜，姜秋桥，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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