【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及制氢，尤其涉及一种ru基金属配合物及其制备方法和应用。
技术介绍
1、氢能是一种储量丰富、制备便捷、应用广泛并且绿色环保的二次能源，正在逐渐成为全球能源转型发展的重要载体之一。氢能也是实现碳达峰、碳中和目标和构建清洁低碳且安全高效能源体系的重要手段。但是，由于传统的高压或低温储氢成本较高，如何高效安全的储运氢气成为制约氢能源发展的关键因素。针对上述问题，将氢存储在化学分子载体中并且通过催化反应可以随时随地释放氢气成为近年来的研究热点。液态有机储氢材料(liquid organic hydrogen carriers,lohcs)就是这样一种兼具高储氢量和安全性的液态储氢媒介，在近年来受到了极大的关注。在所有的液态有机物氢载体(liquid organichydrogen carrier，lohc)候选者中，甲酸在产氢动力学上具有很强的竞争力。在催化剂的作用下，甲酸分解生成氢气和二氧化碳，二氧化碳再进行回收加氢可在形成甲酸，这样就形成了一个碳循环。相较于其它储氢方法，该方法具有明显的优点，例如，甲酸在常温常压下是以液体形式存在，储存和运输便捷、成本低，无需重新建设基础设施；副产物为二氧化碳，可以回收再利用，减少了有毒有害产物的堆积；整个分解反应的能垒低，能在比较温和的条件下发生。
2、甲酸催化产氢的催化剂研究已有不少报道，例如，2021年，科研人员报道了一种新型的ru基金属有机催化剂，可以在纯甲酸的条件下实现甲酸的脱氢反应。该催化剂可选择性地催化纯甲酸脱氢长达1个月以上，ton值(turnover num
3、因此，基于上述问题，需要开发一种甲酸产氢的催化剂，并利用该催化剂催化甲酸并产氢。
技术实现思路
1、本专利技术提出了一种ru基金属配合物及其制备方法和应用，解决了现有均相催化剂甲酸产氢体系中无法同时满足高活性、高选择性、高稳定性和价格低廉易合成的技术问题。
2、为了解决上述问题，本专利技术提出以下技术方案：
3、一方面，本专利技术提供了一种ru基金属配合物，所述ru基金属配合物包括以下三个，化学结构式如下：
4、ru基金属配合物i：
5、ru基金属配合物ii：
6、ru基金属配合物iii：
7、第二方面，本专利技术还提供了所述ru基金属配合物i或ru基金属配合物ii的制备方法，包括以下步骤：
8、步骤100、将2,2'-联吡啶酚和ruhcl(co)(pph3)3按摩尔比分别在22-30℃下装入高压反应釜，加入不同含水量的甲醇作为溶剂，搅拌均匀，得到混合液，将混合液装入反应釜，密封反应釜，所述2,2'-联吡啶酚和ruhcl(co)(pph3)3的摩尔比为1：(1～1.2)；
9、步骤200、将反应釜放入烘箱，进行溶剂热反应，反应结束后24小时内降至22-30℃，过滤反应溶液，得到所述的ru基金属配合物i或ru基金属配合物ii。
10、在此技术方案基础上，进一步优选地，所述ru基金属配合物i的步骤100溶剂为含水量为99.0％-99.5％的甲醇，所述ru基金属配合物ii的步骤100反应条件为手套箱，溶剂为经过除水处理的超干甲醇。
11、在此技术方案基础上，进一步优选地，溶剂热反应的条件为：130℃，反应72小时。
12、在此技术方案基础上，进一步优选地，所述ru基金属配合物iii的制备方法，包括以下步骤：
13、步骤1、将ru基金属配合物i和过量三环己基磷在手套箱条件下装入高压反应釜，加入超干甲醇，搅拌均匀，得到混合液，将混合液装入反应釜，密封反应釜；
14、步骤2、将反应釜放入烘箱，密封，进行溶剂热反应，反应结束后24小时内降至22-30℃，过滤反应溶液得到ru基金属配合物iii。
15、在此技术方案基础上，进一步优选地，所述ru基金属配合物i和所述三环己基磷的摩尔比为1：(4～10)。
16、在此技术方案基础上，进一步优选地，所述超干甲醇的含水量小于0.003％。
17、第三方面，本专利技术提供了一方面所述ru基金属配合物作为均相催化剂在甲酸产氢方面的应用。
18、在此技术方案基础上，进一步优选地，具体包括以下步骤：
19、无水甲酸为反应原料，再加入碱，以及有机溶剂作为助溶剂，混匀得到待反应液；
20、氮气或氩气保护下，向待反应液中加入ru基金属配合物作为均相催化剂，于40～110℃进行热反应，收集产物气体。
21、在此技术方案基础上，进一步优选地，所述有机溶剂包括甲苯、dmso、四氢呋喃、乙二醇单甲醚或三甘醇二甲醚其中的一种。
22、在此技术方案基础上，进一步优选地，所述碱选自有机碱或碱性盐，如三乙胺、二乙胺、甲酸钠等。
23、在此技术方案基础上，进一步优选地，所述碱与无水甲酸的摩尔比为(60-216)：(130-320)(mol/mol)。
24、在此技术方案基础上，进一步优选地，所述均相催化剂与甲酸的质量体积比为(1-20)：10(mg/ml)。
25、与现有技术相比，本专利技术所能达到的技术效果包括：
26、相比现有的ru基金属配合物，本专利技术的ru基金属配合物具有新颖的双核结构，使得其活性位点暴露的很少，不容易在反应过程中发生团聚，而反应过程的团聚恰好是均相催化剂失活的重要原因，因此本专利技术的ru基金属配合物作为均相催化剂，具有极长的催化寿命。除此之外，该类催化剂在空气中十分稳定(在空气环境下存放一年半之久依然保持着优异的催化性能)，活性高(反应94天，ton高达1400万)，反应选择性能高(反应过程中没有co生成)，最重要的是，该类催化剂的成本极为低廉(￥194/g)，对比已经报道的ton达到百万级以上的均相催化剂，其成本仅为后者的1/4～1/10，具有大规模应用于甲酸产氢的极大潜力。
27、反应原料本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种Ru基金属配合物，其特征在于，所述Ru基金属配合物包括以下三个，化学结构式如下：
2.如权利要求1所述的Ru基金属配合物的制备方法，其特征在于，所述Ru基金属配合物I或Ru基金属配合物II的制备方法，包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的Ru基金属配合物的制备方法，其特征在于，所述Ru基金属配合物I的步骤100溶剂为含水量99.0％-99.5％的甲醇，所述Ru基金属配合物II的步骤100操作条件为手套箱内，溶剂为经过除水处理的超干甲醇。
4.如权利要求2所述的Ru基金属配合物的制备方法，其特征在于，所述Ru基金属配合物III的制备方法，包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的Ru基金属配合物的制备方法，其特征在于，所述溶剂热反应的条件为：130℃，反应72小时。
6.如权利要求4所述的Ru基金属配合物的制备方法，其特征在于，所述Ru基金属配合物I和所述三环己基磷的摩尔比为1：(4～10)。
7.如权利要求4所述的Ru基金属配合物的制备方法，其特征在于，所述超干甲醇的含水量小于0.003％。
9.如权利要求8所述的Ru基金属配合物在甲酸产氢的应用，其特征在于，所述碱与无水甲酸的摩尔比为(60-216)：(130-320)(mol/mol)。
10.如权利要求8所述的Ru基金属配合物在甲酸产氢的应用，其特征在于，所述均相催化剂与甲酸的质量体积比为(1-20)：10(mg/mL)。
...【技术特征摘要】
1.一种ru基金属配合物，其特征在于，所述ru基金属配合物包括以下三个，化学结构式如下：
2.如权利要求1所述的ru基金属配合物的制备方法，其特征在于，所述ru基金属配合物i或ru基金属配合物ii的制备方法，包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的ru基金属配合物的制备方法，其特征在于，所述ru基金属配合物i的步骤100溶剂为含水量99.0％-99.5％的甲醇，所述ru基金属配合物ii的步骤100操作条件为手套箱内，溶剂为经过除水处理的超干甲醇。
4.如权利要求2所述的ru基金属配合物的制备方法，其特征在于，所述ru基金属配合物iii的制备方法，包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的ru基金属配合物的制备方法，其特征在于，所述溶剂热反应的条件为...
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