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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机液储氢,尤其涉及一种高稳定性有机液脱氢催化剂制备方法及应用。
技术介绍
1、从20世纪70年代第一次石油危机起,可持续能源的发展愈发收到人们的关注。例如,太阳能、风能和水力发电等绿色能源的应用变得越来越广泛。然而,这些可再生能源均存在一些不方便的问题,如能源生产对环境条件有特殊要求,能源的供需时间有限,这些问题阻碍了可再生能源的高效利用,并可能使现有的电网设施超载。因此,开发出能够储存和供应可再生能源的体系至关重要。
2、当下主流的储存系统为电池保存未使用的能源,然而电池储存的电量有限而且在运输能源方面及能耗方面存在缺陷。为克服这些难题,氢基技术正在逐渐崭露头角。氢气作为一种能源载体,具有非常高的能量密度(33.3kwh/kg或120mj/l)。此外,氢气可通过水电解产生,也可通过燃料电池或直接燃烧转化为电能或其他能源,且整个过程中只产生水,被认为是最清洁的能源之一。然而,以气态形式储存氢气是很昂贵且复杂的。在常温常压的条件下,氢的体积能量密度极低(0.01mj/kg或3wg/l)。传统的加压氢和液化氢的储存方式需要特殊耐压容器或低温系统,成本昂贵且有爆炸风险。因此,该方式不适合长期储存。
3、将氢气以化学方式与贫氢有机化合物结合生成有机氢载体(lohc)已被证明是一种安全、实用和经济的氢储运方式。二苄基甲苯(h0-dbt)和苄基甲苯(h0-bt)具有稳定的物理性质,在工业上经常用做传热流体,同时具有比压缩氢气更高的氢气储存能力。另外,液体dbt和bt具有低熔点和高沸点的优势,易于在各种
4、在有机液体脱氢催化剂领域中,现有技术所制备出的催化剂在有机液体脱氢方面已经具有较好的活性,但在实际应用当中,催化剂的长时间反应会导致催化活性的降低以及副反应的发生,进而影响催化剂的寿命。因此,开发出一种具有高活性及高稳定性的可工业化生产实用的催化剂意义重大。
技术实现思路
1、本专利技术实施例的目的在于提供一种高稳定性有机液脱氢催化剂的制备方法及应用,旨在解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、本专利技术实施例是这样实现的,一种高稳定性有机液脱氢催化剂的制备方法,包括以下步骤:
3、步骤1、取适量pt的前驱体溶于去离子水中,搅拌至形成均匀溶液;
4、步骤2、取适量al2o3载体,加入上述溶液并迅速搅拌;
5、步骤3、随后对催化剂进行干燥;
6、步骤4、将干燥后的催化剂焙烧,得到有机液脱氢催化剂。
7、进一步的技术方案,所述催化剂以质量百分比计,pt含量为0.05~10wt.%,优选为0.1~5wt.%,进一步优选为0.1~3wt.%。
8、进一步的技术方案,在所述步骤1中,pt的前驱体选自氯铂酸、氯化铂、氯铂酸铵、氯亚铂酸铵、氯铂酸钾、氯铂酸钠、碘化铂中的一种或几种,优选为氯铂酸、氯化铂、氯铂酸铵、氯铂酸钾中的一种或几种,进一步优选为氯铂酸和氯化铂中的一种或两种;以pt离子计,溶液浓度为0.001~1mol/l,优选为0.001~0.5mol/l,进一步优选为0.01~0.2mol/l。
9、进一步的技术方案,在所述步骤2中,所述al2o3载体的形貌为颗粒状、纤维状、片状、球状和棒状中的一种或几种,优选为颗粒状、片状、球状和棒状中的一种或几种;晶型包含α晶型、γ晶型以及非晶态氧化铝中的一种或几种;所述溶液温度为-20~80℃,优选为-10~60℃,进一步优选为0~50℃;所述搅拌时间为0.1~50h,优选为0.5~30h,进一步优选为0.5~10h。
10、进一步的技术方案,在所述步骤3中,干燥的方式可以为:采用低温干燥,室温10~30℃,压力0.001~0.1mpa,在空气、氮气或氩气气氛中,气体空速100-100000h-1,干燥时间0.5~100h;继续采用冷冻干燥,温度-30~0℃,压力0.001~0.1mpa,干燥时间0.5~100h。
11、干燥的方式还可以为:采用低温干燥,室温10~30℃,压力0.001~0.1mpa,在空气、氮气或氩气气氛中,气体空速100-100000h-1,干燥时间0.5~100h;继续采用高温干燥,温度30~120℃,压力0.001~0.1mpa,在空气、氮气或氩气气氛中,气体空速100-100000h-1,干燥时间0.5~100h。
12、干燥的方式还可以为:采用冷冻干燥,温度-30~0℃,压力0.001~0.1mpa,干燥时间0.5~100h;继续采用低温干燥,室温10~30℃,压力0.001~0.1mpa,在空气、氮气或氩气气氛中,气体空速100-100000h-1,干燥时间0.5~100h。
13、干燥的方式还可以为:采用冷冻干燥,温度-30~0℃,压力0.001~0.1mpa,干燥时间0.5~100h;继续采用高温干燥,温度30~120℃,压力0.001~0.1mpa,在空气、氮气或氩气气氛中,气体空速100-100000h-1,干燥时间0.5~100h。
14、进一步的技术方案,在所述步骤4中,催化剂焙烧温度为200~800℃,优选为300~700℃,进一步优选为300~600℃;升温速率为1~10℃/min,优选为1~6℃/min,进一步优选为1~3℃/min;焙烧时间为0.5~100h,优选为1~80h,进一步优选为1~50h,更进一步优选为2~30h;催化剂焙烧气氛为氮气、氩气、空气、氧气、氢气中的一种或几种,优选为氮气和空气中一种或两种;催化剂可以在静止气氛中焙烧,也可以在流动气氛中焙烧,气体空速为100-100000h-1。
15、进一步的技术方案,所述催化剂的应用领域为储氢有机液催化脱氢,所述的储氢有机液选自甲基环己烷、十氢萘、全氢咔唑、全氢二苄基甲苯或全氢苄基甲苯中的一种或几种。
16、进一步的技术方案,所述催化剂需要进行预还原处理,还原温度为100~800℃,优选为150~700℃,进一步优选为200~600℃,更进一步优选为250~550℃;升温速率为0.5~20℃/min,优选为1~10℃/min,进一步优选为1~5℃/min;还原时间为0.5~100h,优选为1~80h,进一步优选为1~50h,更进一步优选为2~30h;还原压力为0.1~5mpa,优选为0.1~2mpa,进一步优选为0.1~1mpa;还原气氛为氢气、氢氮混合气、氢氩混合气或氢氦混合气,混合气以体积浓度计,氢气浓度为1~99vol.%,优选为1~50vol.%,进一步优选为2~35vol.%;还原气体空速为100~100000h-1,优选为1000~50000h-1,进一步优选为2000~20000h-1。
17、进一步的技术方案,本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高稳定性有机液脱氢催化剂的制备方法,其特征在于,所述催化剂以质量百分比计,Pt含量为0.05~10wt.%;
2.根据权利要求1所述的高稳定性有机液脱氢催化剂的制备方法,其特征在于,在所述步骤1中,Pt的前驱体选自氯铂酸、氯化铂、氯铂酸铵、氯亚铂酸铵、氯铂酸钾、氯铂酸钠、碘化铂中的一种或几种;以Pt离子计,溶液浓度为0.001~1mol/L。
3.根据权利要求1所述的高稳定性有机液脱氢催化剂的制备方法,其特征在于,在所述步骤2中,所述Al2O3载体的形貌为颗粒状、纤维状、片状、球状和棒状中的一种或几种,晶型为α晶型、γ晶型以及非晶态氧化铝中的一种或几种;溶液温度为-20~80℃;搅拌时间为0.1~50h。
4.根据权利要求1所述的高稳定性有机液脱氢催化剂的制备方法,其特征在于,在所述步骤3中,干燥的方式可以为:采用低温干燥,室温10~30℃,压力0.001~0.1MPa,在空气、氮气或氩气气氛中,气体空速100-100000h-1,干燥时间0.5~100h;继续采用冷冻干燥,温度-30~0℃,压力0.001~0.1MPa,干燥时间0.5
5.根据权利要求1所述的高稳定性有机液脱氢催化剂的制备方法,其特征在于,在所述步骤4中,催化剂焙烧温度为200~800℃,升温速率为1~10℃/min,焙烧时间为0.5~100h;催化剂焙烧气氛为氮气、氩气、空气、氧气、氢气中的一种或几种;催化剂可以在静止气氛中焙烧,也可以在流动气氛中焙烧,气体空速为100-100000h-1。
6.一种高稳定性有机液脱氢催化剂的应用,基于上述权利要求1-5所述的高稳定性有机液脱氢催化剂的制备方法所制备的催化剂,其特征在于,将所述催化剂应用于储氢有机液催化脱氢,所述储氢有机液为甲基环己烷、十氢萘、全氢咔唑、全氢二苄基甲苯或全氢苄基甲苯中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的高稳定性有机液脱氢催化剂的应用,所述催化剂需要进行预还原处理,还原温度为100~800℃,升温速率为0.5~20℃/min,还原时间为0.5~100h,还原压力为0.1~5MPa,还原气氛为氢气、氢氮混合气、氢氩混合气或氢氦混合气,混合气以体积浓度计,氢气浓度为1~99vol.%,还原气体空速为100~100000h-1。
8.根据权利要求6所述的高稳定性有机液脱氢催化剂的应用,所述储氢有机液催化脱氢的反应温度为250~400℃,反应压力为0.05~1MPa,液体空速为0.1~5 h-1。
...【技术特征摘要】
1.一种高稳定性有机液脱氢催化剂的制备方法,其特征在于,所述催化剂以质量百分比计,pt含量为0.05~10wt.%;
2.根据权利要求1所述的高稳定性有机液脱氢催化剂的制备方法,其特征在于,在所述步骤1中,pt的前驱体选自氯铂酸、氯化铂、氯铂酸铵、氯亚铂酸铵、氯铂酸钾、氯铂酸钠、碘化铂中的一种或几种;以pt离子计,溶液浓度为0.001~1mol/l。
3.根据权利要求1所述的高稳定性有机液脱氢催化剂的制备方法,其特征在于,在所述步骤2中,所述al2o3载体的形貌为颗粒状、纤维状、片状、球状和棒状中的一种或几种,晶型为α晶型、γ晶型以及非晶态氧化铝中的一种或几种;溶液温度为-20~80℃;搅拌时间为0.1~50h。
4.根据权利要求1所述的高稳定性有机液脱氢催化剂的制备方法,其特征在于,在所述步骤3中,干燥的方式可以为:采用低温干燥,室温10~30℃,压力0.001~0.1mpa,在空气、氮气或氩气气氛中,气体空速100-100000h-1,干燥时间0.5~100h;继续采用冷冻干燥,温度-30~0℃,压力0.001~0.1mpa,干燥时间0.5~100h;
5.根据权利要求1所述的高稳定性有机液脱氢催化剂的制备方法,其特...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵炫凯,于飞,李平,朱成,张金金,
申请(专利权)人:中氢源安北京科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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