【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于液氢，具体地涉及一种feooh/c正仲氢转换催化剂及其制备方法。
技术介绍
1、氢分子由两个核自旋方向不同的氢原子组成，其中核自旋对称的为正氢，反对称者为仲氢。在液态和气态下正氢与仲氢均能够稳定存在。氢气正仲氢平衡浓度受温度影响，常温下，氢气中正氢含量占比为25%，仲氢含量占比为75%，称为正常氢或标准氢。当温度降低时，正氢会自发地向仲氢转化。在液氢的标准沸点时，仲氢含量可达99.8%。在无外加催化剂的作用下，氢气的正仲态的自发转化非常缓慢，并且转化过程中伴随着热量的释放，其热量大于液氢的汽化热，会引起储存的液氢大量汽化。在液氢储罐中，若无催化剂作用，反应释放的热量使液氢不断汽化，从而消耗液氢。要使氢液化的同时能够完成正氢向仲氢的转化，高性能的低温正仲氢转化催化剂对于液氢的生产以及储存至关重要。
2、cn112844443 a使用mcm-41、sba-15、mcm-48及cmk-3等有序介孔材料为载体，使用化学沉淀法浸渍焙烧后再成型，得到了负载型正仲氢转化催化剂，但所述方法中使用的有序介孔载体材料价格昂贵，制备复杂，导致催化剂成本过高。所用无机载体往往堆积密度较大，容易造成催化剂破损，堵塞床层。
3、cn 112044457 a利用浸渍法在非金属修饰的多孔载体表面负载金属活性物质，得到一种负载型正仲氢转化催化剂，制备过程简单，但所述方法得到的金属氧化物含量仅为5-30%，活性金属含量较低，在高空速下催化效果显著下降；通过引入的磷、氯及氟离子调控载体的表面酸性以提高活性组分负载的均匀性，但是所
4、现有负载型正仲氢转换催化剂存在制备成本高、活性金属含量低、堆积密度大，催化效果不佳等问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种feooh/c正仲氢转换催化剂及其制备方法，所得催化剂物料流阻低、催化效果好，制备成本低廉、生产过程简单。
2、本专利技术的feooh/c正仲氢转换催化剂，以催化剂质量为基准包括：10%~70%的碳载体和30%-90%的feooh，feooh含量优选为70%~90%；fe元素在碳载体上分布均匀，比表面积150-750m2/g，颗粒尺寸20-60目，堆积密度0.2-0.8g/ml。
3、本专利技术的feooh/c正仲氢转换催化剂的制备方法，包括如下内容：
4、（1）按质量计，将铁盐、有机配体、有机高分子聚合物与溶剂混合均匀，得到前驱体混合物；
5、（2）将前驱体混合物置于密闭容器内进行溶剂热反应，反应结束后，冷却至室温，固液分离，将固体颗粒进行真空干燥，然后在惰性气氛下焙烧，得到fe/c复合物；
6、（3）将fe/c复合物将加入到适量的含有氧化剂的水溶液中，密闭条件下直至液相氧化反应充分进行；
7、（4）将得到的产物洗涤、干燥、粉碎、筛选，得到feooh/c结构的负载型正仲氢转化催化剂。
8、本专利技术方法中，步骤（1）中的物料比例按照质量计：1-10份铁盐、0.5-20份有机配体、2-50份有机高分子聚合物、50-150份溶剂。
9、本专利技术方法中，步骤（1）所述的铁盐为氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁、硫酸亚铁、硝酸铁或硝酸亚铁中的一种或多种。
10、本专利技术方法中，步骤（1）所述的有机配体为富马酸、对苯二甲酸、氨基对苯二甲酸、均苯三甲酸、氨基咪唑或2-甲基咪唑中的一种或其任意比例的混合物。
11、本专利技术方法中，步骤（1）所述的溶剂为乙醇、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或水中的一种或其任意比例的混合物。
12、本专利技术方法中，步骤（1）所述的有机高分子聚合物为聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸甲酯、壳聚糖、聚丙烯酸、柠檬酸钠、油酸钠、聚乙二醇或两端羧基化的聚乙二醇中的一种或其任意比例的混合物。
13、本专利技术方法中，步骤（2）所述的溶剂热反应的反应温度为60-230℃，反应时间为3-30小时，自生压力。 溶剂热反应的优选条件为：反应温度120-200℃，反应时间为5-24小时，反应压力为自生压力。
14、本专利技术方法中，步骤（2）所述的固液分离可采用过滤、离心、自然沉淀等方式除去杂质，洗涤所用的溶剂为水、无水乙醇、甲醇、庚烷中的一种或多种。
15、本专利技术方法中，步骤（2）所述的真空干燥温度为60-150℃，真空干燥时间为6-30小时，真空度为(-0.1)-(-8)kpa。进一步优选为：真空干燥温度80-130℃，真空干燥时间10-16h。
16、本专利技术方法中，步骤（2）所述的焙烧温度为350-900℃，焙烧时间10-200分钟。焙烧条件优选为焙烧温度450-650℃，焙烧时间20-100分钟。
17、本专利技术方法中，步骤（2）所述的惰性气氛为惰性气体和/或氮气。
18、本专利技术方法中，步骤（3）中的氧化剂为过氧化氢和/或过氧乙酸。
19、本专利技术方法中，步骤（3）中，以质量计，fe/c复合物与氧化剂的质量比为1：1～5。所用氧化剂的质量浓度为1-30%，优选为5-15%。
20、本专利技术方法中，步骤（3）中fe/c复合物与氧化剂液相氧化条件为：自生压力下，反应温度10-150℃，反应时间1-24小时。优选为反应温度20-100℃，反应时间2-12小时。
21、本专利技术方法中，步骤（4）中催化剂的干燥条件为：干燥温度80-180℃，干燥时间3-48小时，优选为干燥温度120-150℃，干燥时间12-24小时。干燥条件进一步优选为真空干燥，真空度为(-0.1)-(-8)kpa，干燥温度120-150℃，干燥时间6-12小时。
22、本专利技术将铁盐与有机配体制备成铁基金属有机骨架材料，之后再经烧除得到具有高金属含量的fe/c复合骨架材料，经过适度液相氧化后，fe/c骨架材料中的fe转化为水合氧化铁feooh，从而形成以碳为载体的高金属含量的负载型正仲氢转换催化剂，该材料具有优异的正仲氢催化转化效果。
23、本专利技术的feooh/c正仲氢转换催化剂，活性组分含量高且分布均匀，堆积密度低，不含钠、磷、氯及氟离子等有害元素，催化性能高。
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1.一种FeOOH/C正仲氢转换催化剂，其特征在于：以催化剂质量为基准包括：10wt%~70wt%的碳载体和30wt%-90wt%的FeOOH。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：FeOOH含量为70wt%-90wt%。
3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：Fe元素在碳载体上分布均匀。
4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：比表面积150-750m2/g，颗粒尺寸20-60目，堆积密度0.2-0.8g/mL。
5.一种权利要求1~4任一所述的FeOOH/C正仲氢转换催化剂的制备方法，其特征在于包括如下内容：（1）将铁盐、有机配体、有机高分子聚合物与溶剂混合均匀，得到前驱体混合物；（2）将前驱体混合物置于密闭容器内进行溶剂热反应，反应结束后，冷却至室温，固液分离，将固体颗粒进行真空干燥，然后在惰性气氛下焙烧，得到Fe/C复合物；（3）将Fe/C复合物将加入到适量的含有氧化剂的水溶液中，密闭条件下直至液相氧化反应充分进行；（4）将得到的产物洗涤、干燥、粉碎、筛选，得到FeOOH/C结构的负载型正仲氢转化催化剂。<...
【技术特征摘要】
1.一种feooh/c正仲氢转换催化剂，其特征在于：以催化剂质量为基准包括：10wt%~70wt%的碳载体和30wt%-90wt%的feooh。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：feooh含量为70wt%-90wt%。
3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：fe元素在碳载体上分布均匀。
4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：比表面积150-750m2/g，颗粒尺寸20-60目，堆积密度0.2-0.8g/ml。
5.一种权利要求1~4任一所述的feooh/c正仲氢转换催化剂的制备方法，其特征在于包括如下内容：（1）将铁盐、有机配体、有机高分子聚合物与溶剂混合均匀，得到前驱体混合物；（2）将前驱体混合物置于密闭容器内进行溶剂热反应，反应结束后，冷却至室温，固液分离，将固体颗粒进行真空干燥，然后在惰性气氛下焙烧，得到fe/c复合物；（3）将fe/c复合物将加入到适量的含有氧化剂的水溶液中，密闭条件下直至液相氧化反应充分进行；（4）将得到的产物洗涤、干燥、粉碎、筛选，得到feooh/c结构的负载型正仲氢转化催化剂。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤（1）中的物料比例按照质量计：1-10份铁盐、0.5-20份有机配体、2-50份有机高分子聚合物、50-150份溶剂。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的铁盐为氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁、硫酸亚铁、硝酸铁或硝酸亚铁中的一种或多种。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的有机配体为富马酸、对苯二甲酸、氨基对苯二甲酸、均苯三甲酸、氨基咪唑或2-甲基咪唑中的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：王姝凡，张雁玲，杨卫亚，谷明镝，张英，王少军，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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