【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化及储氢，具体涉及一种液态有机氢载体选择性吸氢催化剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、氢能源是一种清洁可再生的二次能源，在未来的能源结构中将是关键的组成部分之一。储氢技术一直是氢能源发展的瓶颈问题，目前普遍采用的储运氢方式是高压储氢，制出的氢气一般要压缩到20 mpa以上以储存运输，然而大规模远距离储运时成本很高，安全性方面也存在隐患。
2、液态有机氢载体（lohc）是一种以液态有机物的氢加成反应和氢消除反应为基础的储氢技术，因其高储氢量、高安全性、高适配性和高经济性被认为是最有应用前景的储氢技术之一，近年来发展迅速。
3、目前大部分lohc技术都需要使用高纯度的氢气进行加氢反应，但很多制氢技术制备的粗氢纯度不高，比如煤重整和沼气重整制备的粗氢含有co、co2、ch4、h2o（水蒸气），电解水制氢和氯碱工业副产氢的粗氢产品含有h2o（水蒸气），因此，这些粗氢用lohc技术储存及运输之前需要干燥和纯化。
4、理论上lohc在加氢条件下是只和h2反应的，如果可以直接将粗氢储入lohc中，则可以实现氢气的纯化-储运一体化，从而显著降低装置复杂度和成本，有利于储氢技术的发展，推动氢能源的应用。
5、有一些研究者也在开展相关方面的研究，比如peter wasserscheid等人发现在pd/al2o3催化下，二苄基甲苯（dbt）可以从h2、co、co2、ch4的混合气体中选择性地和h2反应生成十八氢二苄基甲苯（18h-dbt）（int. j hydrogen energy
6、但是，卤代三苯硼烷合成过程复杂、成本高昂，短期内难以实际应用，ru/al2o3催化剂对co、co2的抗性太差，pd/al2o3催化剂使用的是含5%（质量比）pd的催化剂，成本高昂（约每千克3-4万元），而且co、co2对pd/al2o3催化剂的催化活性的影响还是很大（300℃，加入2%的co，吸氢速度只有纯氢的23%）。
7、金属有机骨架（metal-organic framework，简称mof）材料由于其灵活可调的孔结构、高比表面积以及易于功能化等优异结构特性特点，使其在气体的捕捉和分离、氢气的储存、化学传感器、以及先进功能材料等方面有良好的应用。mof材料规则的多孔结构和较大的比表面积为负载高分散的纳米金属催化剂提供了物理空间，并能有效阻止金属纳米颗粒的团聚和浸出，从而有利于活性金属与反应物的充分接触，进而促进催化反应的进行。比如罗文豪等人公开了一种基于mil-53负载型的金属催化剂m/b2o3-c（m为过渡金属，b＝fe，al，cr中的一种）的制备方法，其中mil-53为一种三价阳离子（fe3+，al3+，cr3+）和对苯二甲酸根形成的mof材料（cn 109847740 a）。
8、为了制备高效低成本的液态有机氢载体选择性催化剂，拟使用al-mil-53衍生的al2o3-c作为载体，然而常规制备过程一般使用溶剂热法，需要比较高的温度（150℃以上）和大量的溶剂，操作复杂，成本很高。
9、另外，由于pd(ii)的强氧化性和强的c-h活化能力，传统的水热mof合成过程中引入钯前驱体，合成过程中pd(ii)即会被有机配体或者有机溶剂还原成易团聚的pd纳米颗粒，使得其很难在mof均匀分布（j. am. chem. soc. 2021, 143, 9901−9911）。yingwei li等人为了使得水热过程中原位形成的pd纳米颗粒不团聚且均匀分布，使用了2,2’-联吡啶-5,5’-二甲酸作为配体，用2,2-联吡啶结构和pd纳米粒子表面配位以稳定其结构（chem.commun., 2014,50, 14752-14755）。中国专利cn109847740 a和cn114602556 a虽然都提到了用水热法制备含钯（ii）前驱体的mof材料，但中国专利cn109847740 a的实施例中都没有相关实例，中国专利cn114602556 a的对比例5提到pd-hkust-1的催化性能远差于rh-hkust-1，应该就是因为制备过程中pd团聚导致颗粒太大。
技术实现思路
1、本专利技术一目的在于为了解决现有技术中选择性吸氢催化剂存在成本高、抗毒化能力差的问题，而提供一种液态有机氢载体选择性吸氢催化剂。
2、本专利技术另一目的在于提供一种液态有机氢载体选择性吸氢催化剂的制备方法。
3、本专利技术再一目的在于提供一种液态有机氢载体选择性吸氢催化剂的应用。
4、为了达到上述一目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种液态有机氢载体选择性吸氢催化剂，该催化剂为pd/al2o3-c，其中，pd为催化活性组分，al2o3-c为催化剂载体，pd的负载量为0.3wt%-1.0wt%。该催化剂中al2o3-c的尺寸为20～50 nm，pd的粒径为2～4 nm，该催化剂的比表面积为150~200 m2/g。
5、为了达到上述另一目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种液态有机氢载体选择性吸氢催化剂的制备方法，所述制备方法包括步骤：
6、将可溶性铝盐、有机配体、钯前驱体按照比例混合进行球磨，然后在110～130 ℃加热2～5 h，然后用n，n-二甲基甲酰胺洗涤，接着用去离子水洗涤，最后用乙醇洗涤，真空干燥后再在氩气气氛下进行630～670 ℃焙烧处理2～4 h，得到催化剂pd/al2o3-c，即制得液态有机氢载体选择性吸氢催化剂，其中，所述的可溶性铝盐、有机配体与钯前驱体的摩尔比为1：（1～1.5）：（0.002～0.007）。
7、优选的，本专利技术所述的可溶性铝盐选自九水硝酸铝或六水氯化铝中的一种；所述的有机配体选自对苯二甲酸或2-氨基对苯二甲酸中的一种；所述的钯前驱体选自四氯钯酸钾、四氯钯酸钠或二水硝酸钯中的一种。
8、优选的，本专利技术所述球磨，机球磨的球料比为（40～100）：1，球磨转速为300～400rpm，球磨时间为2～5 h；所述球磨机为弗卡斯f-p12l行星球磨机，所用的球为氧化锆球。
9、实现本专利技术再一目的而采用的技术方案为：一种液态有机氢载体选择性吸氢催化剂的应用，该催化剂用于催化液态有机氢载体苄基甲苯、二苄基甲苯或联苯对含氢气体的选择性吸氢反应。
10、其中，所述催化剂和液态有机氢载体的质量比为（0.25～0.5）：1；催化反应温度为240～300 ℃。...
【技术保护点】
1.一种液态有机氢载体选择性吸氢催化剂，其特征在于：该催化剂为Pd/Al2O3-C，其中，Pd为催化活性组分，Al2O3-C为催化剂载体，Pd的负载量为0.3wt%-1.0wt%。
2.根据权利要求1所述的液态有机氢载体选择性吸氢催化剂，其特征在于：该催化剂由如下方法制得：将可溶性铝盐、有机配体、钯前驱体按照比例混合进行球磨，然后加热进行反应，反应结束后用N，N-二甲基甲酰胺洗涤，接着用去离子水洗涤，最后用乙醇洗涤，真空干燥后再在氩气气氛下进行焙烧处理，得到催化剂Pd/Al2O3-C。
3.根据权利要求2所述的液态有机氢载体选择性吸氢催化剂，其特征在于：该催化剂中Al2O3-C的尺寸为20～50 nm，Pd的粒径为2～4 nm，该催化剂的比表面积为150～200 m2/g。
4.一种制备如权利要求1～3任一项所述液态有机氢载体选择性吸氢催化剂的方法，其特征在于：制备方法步骤为：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的可溶性铝盐选自九水硝酸铝或六水氯化铝中的一种；所述的有机配体选自对苯二甲酸或2-氨基对苯二甲酸中的一种；所述
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的球磨，球磨条件为：球料比为（40～100）：1，球磨转速为300～400 rpm，球磨时间为2～5 h。
7.一种如权利要求1～3任一项所述液态有机氢载体选择性吸氢催化剂的应用，其特征在于：该催化剂用于催化液态有机氢载体苄基甲苯、二苄基甲苯或联苯对含氢气体的选择性吸氢反应。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述催化剂和液态有机氢载体的质量比为（0.25～0.5）：1；催化反应温度为240～300 ℃。
9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述含氢气体的组分为H2、CO、CO2、CH4、H2O（水蒸气），其体积比为（76～100）：（0～2）：（0～17）：（0～5）：（0～1）。
...【技术特征摘要】
1.一种液态有机氢载体选择性吸氢催化剂，其特征在于：该催化剂为pd/al2o3-c，其中，pd为催化活性组分，al2o3-c为催化剂载体，pd的负载量为0.3wt%-1.0wt%。
2.根据权利要求1所述的液态有机氢载体选择性吸氢催化剂，其特征在于：该催化剂由如下方法制得：将可溶性铝盐、有机配体、钯前驱体按照比例混合进行球磨，然后加热进行反应，反应结束后用n，n-二甲基甲酰胺洗涤，接着用去离子水洗涤，最后用乙醇洗涤，真空干燥后再在氩气气氛下进行焙烧处理，得到催化剂pd/al2o3-c。
3.根据权利要求2所述的液态有机氢载体选择性吸氢催化剂，其特征在于：该催化剂中al2o3-c的尺寸为20～50 nm，pd的粒径为2～4 nm，该催化剂的比表面积为150～200 m2/g。
4.一种制备如权利要求1～3任一项所述液态有机氢载体选择性吸氢催化剂的方法，其特征在于：制备方法步骤为：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴勇，赵栋梁，梁伸善，奚云荣，谢镭，赵倩，李志毅，
申请(专利权)人：佛山清德氢能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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