【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电解水制氢应用领域，涉及一种用于电解水制氢气的脱氧剂及其制备方法。
技术介绍
1、氢能作为一种清洁、高能量密度的二次能源，被广泛应用于工业、冶炼、交通、建筑等领域。目前氢气的主要来源包括化石燃料制氢，工业副产氢和电解水制氢等，其中化石燃料制氢和工业副产制氢在制氢过程中往往会产生较多杂质(co、硫化物、氯化物等)，氢气纯度低，需要进行后续的净化工序。电解水制氢是利用光伏、风电等新能源发电耦合电解水制取绿氢，具有氢气纯度高、碳排放量少、绿色环保的优点，已逐渐成为未来主流的制氢方式。在电解水制氢过程中，由于电解槽隔膜不能完全隔绝氢气和氧气相互渗透，伴随着电解液的不断循环，分离器中的氢气和氧气很难达到完全分离，所以电解水制得的氢气中含有微量杂质氧，不仅会降低氢气的纯度，还会引发安全问题，因此，深度脱除氢气中微量氧气是氢气安全生产的关键环节。
2、目前工业上常用的脱氧剂包括贵金属型脱氧剂和非贵金属型脱氧剂两种类型。贵金属型脱氧催化剂脱氧方式主要是催化脱氧，以钯、铂等贵金属为活性组分，以al2o3、tio2和sio2等为载体，该类脱氧剂具有脱氧精度高、反应温度较宽、空速高等优点，但贵金属成本高昂，且对原料气中尤其是硫和氯等杂质组分含量要求严格，导致必须增加脱硫脱氯装置增加设备成本，工艺成本较高。非贵金属型脱氧催化剂脱氧方式主要是化学吸附脱氧，主要的活性组分是过渡金属元素镍、铜、银、锰等。过渡金属元素的单质或低价金属氧化物与氧气发生反应生成氧化物或高价金属氧化物。非贵金属脱氧催化剂价格低廉，且对合成气中杂质含量要求相
3、综上所述，目前有关脱氧剂的专利或文献仍存在一些需要改进的地方：1、需寻找一种更为简便的脱氧剂的制备方法；2、脱氧剂的吸附氧容量需要进一步提高；3、脱氧吸附过程反应温度高、反应压力大，能耗大，操作费用高，吸附流程及条件需要进一步简化。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于电解水制氢气的脱氧剂及其制备方法。
2、本专利技术脱氧剂通过采用制备的复合金属氧化物提高了活性组分中各金属氧化物的混匀程度，并与采用活性氧化铝和分子筛相结合制备脱氧剂载体，能够使复合金属氧化物充分分散在活性氧化铝和分子筛中，提高了活性组分的分散度，提供了更多的氧气反应活性位点，从而提高了电解水脱氧剂的精度和氧容。
3、本专利技术提供了一种用于电解水制氢气的脱氧剂，包括以下质量百分含量的组分制成，以总量为100％计：复合金属氧化物20％～70％，分子筛5％～40％，有机粘结剂1～5％，余量为活性氧化铝。
4、上述的脱氧剂中，所述活性氧化铝为r-al2o3或拟薄水铝石，优选的活性氧化铝比表面积大，孔容高，更利于氢气的扩散和反应，实现更好的脱氧效果。
5、上述的脱氧剂中，所述分子筛为5a、zsm-5型和10x分子筛中的至少一种，优选的分子筛孔道均匀，排列整齐，尤其是这三种分子筛孔径与氢气相匹配，有利于电解水氢气中氧气的吸附脱除；
6、所述有机粘结剂选自酰胺蜡粉、木质素粉、羟丙基纤维素、酰胺蜡粉。
7、上述的脱氧剂中，所述复合金属氧化物中金属元素包括铜、钴、铁、钙、镍、铬和锰中的两种或三种，优选的金属元素的氧化物对应的脱氧反应温度在低温下活性好，本专利技术采用两种或三种金属元素的氧化物复合，提高了低温下的脱氧反应，且有利于复合金属氧化物的分散，从而制备的电解水氢气脱氧剂对原料及工艺条件适应性更强。
8、上述的脱氧剂中，所述的脱氧剂由以下质量百分含量的成分组成，以总量为100％计：复合金属氧化物30％～60％，分子筛10％～40％，余量为活性氧化铝。
9、本专利技术中，所述的脱氧剂具体可由以下1)-9)中任一质量百分含量的成分组成，以总量为100％计：
10、1)复合金属氧化物39.5％，5a分子筛9.2％，有机粘结剂(具体是酰胺蜡粉)2％，r-al2o3 49.3％；
11、2)复合金属氧化物40％，分子筛38％，有机粘结剂2％，活性氧化铝20％；
12、3)复合金属氧化物30.8％，分子筛31.3％，有机粘结剂2.1％，活性氧化铝35.8％；
13、4)复合金属氧化物55％，分子筛18.4％，有机粘结剂2％，活性氧化铝24.6％；
14、5)复合金属氧化物44.8％，分子筛25.8％，有机粘结剂2.1％，活性氧化铝43％；
15、6)复合金属氧化物29.2％，分子筛25.8％，有机粘结剂2％，活性氧化铝43％；
16、7)复合金属氧化物39％，分子筛36.8％，有机粘结剂2.1％，r-al2o3 22.1％；
17、8)复合金属氧化物43.3％，分子筛11.9％，有机粘结剂2.1％，活性氧化铝42.7％；
18、9)复合金属氧化物59.1％，分子筛9.7％，有机粘结剂2％，r-al2o3 29.2％；
19、10)复合金属氧化物43.6％，分子筛19.4％，有机粘结剂2％，r-al2o3 35％。
20、本专利技术还提供了上述的脱氧剂的制备方法，包括如下步骤：
21、1)将铜、钴、铁、钙、镍、铬和锰中的两种或三种金属元素的硝酸盐溶解于去离子水中，加热，得到溶液a；
22、2)将铵盐溶解于氨水中，加热，得到溶液b；
23、3)在连续搅拌的条件下，将所述溶液b滴加到步骤1)中的溶液a中进行反应，然后加热老化，得到沉淀物；
24、4)将所述沉淀物进行焙烧，制得复合金属氧化物；
25、5)将本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于电解水制氢气的脱氧剂，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分制成，以总量为100％计：复合金属氧化物20％～70％，分子筛5％～40％，有机粘结剂1～5％，余量为活性氧化铝。
2.根据权利要求1所述的脱氧剂，其特征在于，所述活性氧化铝为r-Al2O3或拟薄水铝石。
3.根据权利要求1或2所述的脱氧剂，其特征在于，所述分子筛为5A、zsm-5型和10X分子筛中的至少一种；
4.根据权利要求1或2所述的脱氧剂，其特征在于，所述复合金属氧化物中金属元素包括铜、钴、铁、钙、镍、铬和锰中的两种或三种。
5.根据权利要求1或2所述的脱氧剂，其特征在于，所述的脱氧剂由以下质量百分含量的成分组成，以总量为100％计：复合金属氧化物30％～60％，分子筛10％～40％，余量为活性氧化铝。
6.权利要求1-5中任一项所述的脱氧剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤1)中，所述溶液A中金属离子的总摩尔浓度为0.05mol/L～0.5mol/L；
8.根据权利
9.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，步骤4)和步骤5)中，所述焙烧温度为350℃～550℃，时间均为2h～8h；
10.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述有机粘结剂选自酰胺蜡、木质素和羟丙基纤维素中的至少一种；
...【技术特征摘要】
1.一种用于电解水制氢气的脱氧剂，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分制成，以总量为100％计：复合金属氧化物20％～70％，分子筛5％～40％，有机粘结剂1～5％，余量为活性氧化铝。
2.根据权利要求1所述的脱氧剂，其特征在于，所述活性氧化铝为r-al2o3或拟薄水铝石。
3.根据权利要求1或2所述的脱氧剂，其特征在于，所述分子筛为5a、zsm-5型和10x分子筛中的至少一种；
4.根据权利要求1或2所述的脱氧剂，其特征在于，所述复合金属氧化物中金属元素包括铜、钴、铁、钙、镍、铬和锰中的两种或三种。
5.根据权利要求1或2所述的脱氧剂，其特征在于，所述的脱氧剂由以下质量百分含量的成分组成，以总量为100％...
【专利技术属性】
技术研发人员：王秀林，张瑜，周树辉，聂锁府，宋鹏飞，卢璐，侯建国，姚辉超，隋依言，段品佳，张雨晴，梁威，戴若云，伍思达，
申请(专利权)人：中海石油气电集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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