【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于热催化，具体涉及一种负载型催化剂pt/pc-in2o3、制备方法及其在甲醇水相重整制氢中的应用。
技术介绍
1、在多相催化反应中，催化剂的合理设计和合成往往对催化性能起着举足轻重的作用。然而，目前大多数催化剂制备过程复杂，且难以实现“高选择性”的应用价值。
2、目前，甲醇水相重整制氢能原位释放氢气，避免复杂繁琐的实验装备，且反应温度较低，然而使用的催化剂不仅制备流程复杂，还很难兼顾高活性和氢气的高选择性等问题。例如：pt/α-moc催化剂虽然实现了低温(<200℃)高活性甲醇水相重整制氢，但未能解决co的选择性的难题。
3、鉴于此，本专利技术研究团队认为有必要针对甲醇水相重整制氢设计一款制备过程简单、能够兼顾高活性和氢气的高选择性的催化剂，从而解决co的选择性的难题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决目前甲醇水相重整制氢催化剂制备工艺复杂，存在co选择性的技术问题，而提供一种负载型催化剂pt/pc-in2o3、制备方法及其在甲醇水相重整制氢中的应用。
2、本专利技术的构思：
3、针对目前甲醇水相重整制氢催化剂存在的问题，本专利技术研究团队考虑在进行甲醇水相重整制氢的催化剂设计中，需要符合以下几点：1)能够有效地活化小分子h2o，并将其转化成*h和*oh中间体，为进一步wgs反应(水煤气变换反应)提供可能；2)避免副产物co的产生，造成氢气纯度的下降，导致在质子交换膜燃料电池领域的应用受到限制。因此，结合甲
4、基于上述专利技术构思，为实现上述目的，本专利技术所提供的技术解决方案是：
5、一种负载型催化剂pt/pc-in2o3的制备方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
6、1)在强碱溶液中，滴加由in(no3)3·5h2o(macklin 99.99％metals basis)和超纯水配制的溶液(也可以滴加其他含有in3+的溶液，而本专利技术选用in(no3)3·5h2o，因为其溶解性好，且no3-离子不影响产物，易于洗涤除去)，通过水热法制备具有规则立方体形貌的in(oh)3前驱体；oh-在反应溶液中的摩尔浓度为6m～9m；本专利技术先通过加入浓度为6m～9m的强碱来沉淀in3+，易于形成均一的形貌，并通过水热反应，提高结晶性和抑制部分晶面的生长，制备得到形貌均一的in(oh)3前驱体；
7、2)将步骤1)得到的in(oh)3前驱体置于空气气氛中250℃-350℃下煅烧2～4小时(煅烧2小时，产物形貌已可趋于稳定)，自然冷却得到形貌均一的多孔立方结构氧化铟pc-in2o3；
8、3)通过传统浸渍的方式将铂负载在步骤2)得到的多孔立方结构氧化铟载体上，并在氩/氢混合气中还原，得到负载型催化剂pt/pc-in2o3(pc代表多孔立方体结构)，其中，pt的负载量为不高于0.2wt％(即，pt与pc-in2o3的质量比，通过icp-oes/ms测试结果可以测得)，只有pt的负载量在这个范围内，才能以单原子的形式存在，发挥预期的活化效果。
9、进一步地，步骤1)中强碱选用naoh，当然也可以选用其他强碱，比如koh，具体步骤为：
10、将naoh缓慢加入装有超纯水的聚四氟乙烯内胆中，搅拌，待naoh溶液冷却后，缓慢滴加由in(no3)3·5h2o和超纯水配制的溶液，滴加完成后，室温搅拌，并置于反应釜中，在100℃～120℃下反应12～24h，待反应结束后，用水、醇交替洗涤多次，随后在60℃～80℃下烘干8～12h，得到in(oh)3前驱体。
11、进一步地，步骤1)中，所述naoh(alfa aesar 98％)在反应溶液中的浓度为6m，在该浓度下，已然能获得形貌稳定且均一的前驱体。
12、进一步地，步骤2)中，将步骤1)得到的in(oh)3前驱体置于马弗炉中，于空气气氛中以5℃/min的升温速率在250℃下煅烧2小时，自然冷却得到多孔立方结构氧化铟。本专利技术研究团队在探索过程中发现in(oh)3的转变温度是200℃左右，温度会影响孔的结构和形貌，而250℃是保持形貌最好的温度，因此步骤2)中，优选250℃作为煅烧温度。
13、进一步地，步骤3)具体为：将步骤2)得到的多孔立方结构in2o3分散在乙醇中，并向其中滴加氯铂酸(h2ptcl6)水溶液，室温搅拌2小时后，加热蒸干，在10％h2/ar气氛中以5℃/min速率升温至200℃，煅烧2小时，制得负载型催化剂pt/pc-in2o3。
14、本专利技术还提供了采用上述制备方法制备得到的负载型催化剂pt/pc-in2o3，其pt的负载量为不高于0.2wt％，以及其在甲醇水相重整制氢中作为催化剂的应用，该催化剂可有效解决现有的催化剂存在的制备过程复杂，难以兼顾高选择性和高活性的问题，能够在高温的反应条件下避免一氧化碳的生成，实现了高纯度氢气的制备。
15、基于上述应用，本专利技术进一步提供了甲醇水相重整制氢的方法，其特殊之处在于，操作如下：
16、将上述制备方法制备得到的pt/pc-in2o3均匀分散于水和甲醇混合溶液中，然后再转移到高压反应釜中并充氮气(此处氮气作用有二，一是作为保护气，二是便于反应后测试氢气，具体压力无要求，可充入2mpa)进行反应，反应温度120-180℃，待反应完成得到高纯度的氢气，产物中co的含量<5ppm fid的检测限。具体操作是：将pt/pc-in2o3催化剂超声分散在的水和甲醇的混合溶液中(其中，水和甲醇的体积比为9∶20；pt/pc-in2o3催化剂与水醇混合溶液的质量体积比为25∶29，mg/ml)，然后将分散好的溶液转移到全自动磁力搅拌高压反应釜(ika)中，用氮气冲洗三次，最后设置反应压力为2mpa，反应时长为1h，反应温度为180℃。反应结束后，立即将容器浸泡在冰水浴中，待温度降到20℃以下，用集气袋收集反应后的气体，通过气相色谱tcd和f本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种负载型催化剂Pt/PC-In2O3的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述负载型催化剂Pt/PC-In2O3的制备方法，其特征在于：步骤1)具体为：
3.根据权利要求2所述负载型催化剂Pt/PC-In2O3的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述负载型催化剂Pt/PC-In2O3的制备方法，，其特征在于：
5.根据权利要求4所述负载型催化剂Pt/PC-In2O3的制备方法，其特征在于，步骤3)具体为：
6.一种负载型催化剂Pt/PC-In2O3，其特征在于：采用权利要求1-5任一所述制备方法制备得到，其Pt的负载量为不高于0.2wt％。
7.权利要求1-5任一所述制备方法制备得到的Pt/PC-In2O3在甲醇水相重整制氢中作为催化剂的应用。
8.甲醇水相重整制氢的方法，其特征在于，操作如下：
9.根据权利要求8的方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种负载型催化剂pt/pc-in2o3的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述负载型催化剂pt/pc-in2o3的制备方法，其特征在于：步骤1)具体为：
3.根据权利要求2所述负载型催化剂pt/pc-in2o3的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述负载型催化剂pt/pc-in2o3的制备方法，，其特征在于：
5.根据权利要求4所述负载型催化剂pt/pc...
【专利技术属性】
技术研发人员：张赛，王友，
申请(专利权)人：西北工业大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：
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