一种铂炭催化剂催化甲基环己烷脱氢的方法技术

本发明专利技术公开了一种铂炭催化剂催化甲基环己烷脱氢的方法，甲基环己烷进料速度为铂炭催化剂质量的0.1倍，反应温度300℃；铂炭催化剂为通过以下制备方法得到的铂炭催化剂：步骤一、将活性炭在惰性气氛中保持；步骤二、置于五氟苯胺水溶液中浸泡搅拌；步骤三、将助剂金属的可溶性盐和聚乙烯吡咯烷酮溶解，滴入还原剂；步骤四、将预处理后载体置于稳定后体系中；步骤五、将氯铂酸无水乙醇溶液滴加至搅拌后体系中；步骤六、调节pH，回流；步骤七、还原。脱氢反应转化率维持在95％以上，选择性最高可达99.9％，持续反应336h后原料的转化率最高依然可达99.2％，选择性最高可达99.8％，具有高的脱氢反应活性、选择性和稳定性。选择性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种铂炭催化剂催化甲基环己烷脱氢的方法


[0001]本专利技术属于催化技术
，具体涉及一种铂炭催化剂催化甲基环己烷脱氢的方法。

技术介绍

[0002]氢能一直被视为理想的未来清洁能源，氢能源具有来源丰富、高能量密度以及无污染排放的特性，从国内氢能发展情况来看，氢的储运技术是制约氢能发展的最主要技术瓶颈，有机液体储氢由于其安全稳定、储氢量大、加氢
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脱氢高度可逆等优点而成为科研工作者的研究热点。有机液体储氢材料中氢能以有机液体形式存在，有机液体储氢技术中包含加氢过程和脱氢过程，当前脱氢通常经脱氢催化剂进行。
[0003]有机液体储氢技术中常用的脱氢催化剂目前依然存在低温活性差、高温不稳定易结焦等缺点，提高脱氢催化剂在低温下的高活性是研究有机液体脱氢的关键环节之一。南开大学化学学院新催化材料科学研究所的叶洪丽等人研究了分别以氧化铝、二氧化硅、氧化钇及活性炭为载体制备的0.2％Pt含量的催化剂催化甲基环己烷脱氢，结果表明以活性炭为载体负载的Pt催化剂具有最高的活性，转化率达到66％；中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院的童凤丫等人采用饱和浸渍法制备了γ
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Al2O3负载的Pt单金属和Pt
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Ni双金属催化剂，结果表明Pt
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Ni双金属催化剂具有更好的脱氢活性和稳定性，这为开发有机液体储氢材料脱氢提供了高效催化剂的思路。然而以上催化剂依然无法满足当前有机液体储氢脱氢催化剂稳定性、活性和选择性的要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种铂炭催化剂催化甲基环己烷脱氢的方法。该催化甲基环己烷脱氢的方法包括将甲基环己烷进料速度为铂炭催化剂质量的比值限定为0.1倍且在300℃温度条件下进行反应，脱氢反应过程中转化率维持在95％以上，选择性最高可达99.9％，持续反应336h后原料的转化率最高依然可达99.2％，选择性最高可达99.8％，具有高的脱氢反应活性、选择性和稳定性。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种铂炭催化剂催化甲基环己烷脱氢的方法，其特征在于，所述方法中甲基环己烷进料速度为铂炭催化剂质量的0.1倍，所述甲基环己烷进料速度单位为mL/min，所述铂炭催化剂质量单位为g；所述方法中反应温度为300℃；
[0006]所述铂炭催化剂包括活性炭载体和负载于所述活性炭载体上的金属组分，所述金属组分为Pt和助剂金属，所述催化剂中Pt的质量百分含量为0.2％～5％，助剂金属的质量百分含量为0.5％～3％，所述助剂金属为Ni、Fe、Cu、La或Ce；
[0007]所述铂炭催化剂为通过以下制备方法得到的铂炭催化剂，所述制备方法包括：
[0008]步骤一、将活性炭在惰性气氛中，以5℃/min～10℃/min升温速率升至800℃～1200℃保持3h～10h，冷却；
[0009]步骤二、将步骤一冷却后物料置于五氟苯胺水溶液中浸泡搅拌12h～24h，过滤，烘干，得到预处理后载体；
[0010]步骤三、将助剂金属的可溶性盐和聚乙烯吡咯烷酮用纯水溶解，搅拌条件下滴入还原剂水溶液，稳定30min～60min；
[0011]步骤四、将步骤二所述预处理后载体置于步骤三稳定后体系中，搅拌60min～180min；
[0012]步骤五、将氯铂酸无水乙醇溶液于30min～60min滴加至步骤四搅拌后体系中，稳定60min～120min；
[0013]步骤六、调节步骤五稳定后体系的pH为8～11，回流，保持120min～180min，冷却，过滤，洗涤，烘干至恒重；
[0014]步骤七、将步骤六烘干后产物以2℃/min～5℃/min升温速率升至200℃～500℃进行还原，得到铂炭催化剂。
[0015]上述的一种铂炭催化剂催化甲基环己烷脱氢的方法，其特征在于，所述助剂金属为Cu，Pt的质量百分含量为0.8％，Cu的质量百分含量为2％。
[0016]上述的一种铂炭催化剂催化甲基环己烷脱氢的方法，其特征在于，步骤一所述惰性气氛为氮和氩气的混合气氛，或者为氩气气氛，所述氮和氩气的混合气氛中氮气的流量为氩气流量的1倍～9倍。
[0017]上述的一种铂炭催化剂催化甲基环己烷脱氢的方法，其特征在于，步骤二所述五氟苯胺水溶液的质量百分含量为1％～5％。
[0018]上述的一种铂炭催化剂催化甲基环己烷脱氢的方法，其特征在于，步骤三滴加还原剂水溶液的时间为5min～10min。
[0019]上述的一种铂炭催化剂催化甲基环己烷脱氢的方法，其特征在于，步骤三所述还原剂水溶液中还原剂的物质的量为助剂金属物质的量的4倍～10倍。
[0020]上述的一种铂炭催化剂催化甲基环己烷脱氢的方法，其特征在于，步骤三所述还原剂水溶液为硼氢化钠水溶液或硼氢化钾水溶液。
[0021]上述的一种铂炭催化剂催化甲基环己烷脱氢的方法，其特征在于，步骤三所述聚乙烯吡咯烷酮的质量为助剂金属质量的0.05倍～0.2倍。
[0022]上述的一种铂炭催化剂催化甲基环己烷脱氢的方法，其特征在于，步骤三所述助剂金属的可溶性盐包括助剂金属的硝酸盐或助剂金属的氯化盐。
[0023]上述的一种铂炭催化剂催化甲基环己烷脱氢的方法，其特征在于，步骤七所述还原为通过H2还原，还原时间为60min～240min。
[0024]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0025]1、本专利技术的催化甲基环己烷脱氢的方法包括将甲基环己烷进料速度为铂炭催化剂质量的比值限定为0.1且在300℃温度条件下进行反应，脱氢反应过程中转化率维持在95％以上，选择性最高可达99.9％，持续反应336h后原料的转化率最高依然可达99.2％，选择性最高依然可达99.8％，具有高的脱氢反应活性、选择性和稳定性。
[0026]2、本专利技术的催化甲基环己烷脱氢的方法包括铂炭催化剂的制备方法，该制备方法包括载体预处理，通过将载体于800℃～1200℃惰性气氛中保持3h～10h后经五氟苯胺水溶液浸泡搅拌，载体表面酸性中心得到完全去除，具有更高的抗结焦性能，经五氟苯胺官能团
化载体表面，载体的稳定性更高。
[0027]3、本专利技术的催化甲基环己烷脱氢的方法包括铂炭催化剂的制备方法，该制备方法包括将助剂金属可溶性盐与聚乙烯吡咯烷酮混溶后还原，在聚乙烯吡咯烷酮稳定剂存在条件下，助剂金属粒子在活性组分Pt之前先被还原而出负载于预处理后载体上，得到的催化剂具有活性组分均匀化程度更高、活性更高、活性组分与助剂金属之间协同作用性更强的特性。
[0028]4、本专利技术制备铂炭催化剂的方法具有工艺简单、成本低廉的优势，利于推广应用。
[0029]下面结合实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
[0030]以下实施例中试剂均为市售可得，其中聚乙烯吡咯烷酮为K30聚乙烯吡咯烷酮，优选购买自国药集团化学试剂有限公司。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铂炭催化剂催化甲基环己烷脱氢的方法，其特征在于，所述方法中甲基环己烷进料速度为铂炭催化剂质量的0.1倍，所述甲基环己烷进料速度单位为mL/min，所述铂炭催化剂质量单位为g；所述方法中反应温度为300℃；所述铂炭催化剂包括活性炭载体和负载于所述活性炭载体上的金属组分，所述金属组分为Pt和助剂金属，所述催化剂中Pt的质量百分含量为0.2％～5％，助剂金属的质量百分含量为0.5％～3％，所述助剂金属为Ni、Fe、Cu、La或Ce；所述铂炭催化剂为通过以下制备方法得到的铂炭催化剂，所述制备方法包括：步骤一、将活性炭在惰性气氛中，以5℃/min～10℃/min升温速率升至800℃～1200℃保持3h～10h，冷却；步骤二、将步骤一冷却后物料置于五氟苯胺水溶液中浸泡搅拌12h～24h，过滤，烘干，得到预处理后载体；步骤三、将助剂金属的可溶性盐和聚乙烯吡咯烷酮用纯水溶解，搅拌条件下滴入还原剂水溶液，稳定30min～60min；步骤四、将步骤二所述预处理后载体置于步骤三稳定后体系中，搅拌60min～180min；步骤五、将氯铂酸无水乙醇溶液于30min～60min滴加至步骤四搅拌后体系中，稳定60min～120min；步骤六、调节步骤五稳定后体系的pH为8～11，回流，保持120min～180min，冷却，过滤，洗涤，烘干至恒重；步骤七、将步骤六烘干后产物以2℃/min～5℃/min升温速率升至200℃～500℃进行还原，得到铂炭催化剂。2.根据权利要求1所述的一种铂炭催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜攀敦，陈丹，张洁兰，张彬雁，程杰，高明明，万克柔，
申请(专利权)人：西安凯立新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：