[发明专利]储氢合金型加氢催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于加氢催化剂及其制备方法，特别用于储氢合金型加氢催化剂及其制 备方法。

背景技术

储氢合金是20世纪70年代开始越来越受关注的一种新型绿色功能材料，在一定条件下 具有吸、放氢性能，其特点是储氢量大、无污染、安全可靠、可重复使用等。储氢合金通常 被用于能量转换技术中，在这方面其物理化学性能已得到广泛而深入的研究。氢分子在储氢 合金表面容易离解并被吸收，与金属形成高活性金属氢化物，它在一定条件下可以释放氢。 这一特殊性质使储氢合金成为多种加氢反应催化剂的研究对象。先后有人研究了不同类型的 储氢合金在催化CO合成CH₄，有机物，如烯烃、芳烃、醛、酮等加氢反应的性能。由于储氢 合金表面有氧化膜、吸附气体和水等，因此未活化的储氢合金储氢活性差，对有机加氢反应 的催化活性一般也不高。因此，国内外竞相研制新的储氢合金表面处理方法以使储氢合金具 有更高的催化活性，提高产物的转换效率。如日本有学者用储氢合金经酸浸蚀后，除去了合 金粉表面的稀土类浓缩层，表面化学成分、结构和状态发生了变化，使得合金粉表面变得疏 松多孔，并引入了新的催化活性中心。但是这种方法使用了有毒强酸，而且催化活性也不是 很理想。

洛阳工学院和四川大学的陈全安、陈云贵等在《表面技术》2002，31(1).-19-22研究了表 面处理对镧镨铈贮氢合金电极电化学性能的影响，采用硼氢化钾、次磷酸钠、热碱溶液处理 等表面处理方法对镧镨铈(LPC)贮氢合金电极电化学性能影响。结果表明，在研究范围内， 各种表面处理方法均明显改善电极的活化性能，提高初始放电容量；热碱处理的时间和温度 对电化学性能影响很大；KBH₄处理能明显改善循环稳定性，但降低最大容量；NaH₂PO₄处理能 提高最大放电容量，但不利于循环稳定性的提高；综合比较，热碱处理的综合电化学性能最 好，且工艺简单，成本低廉。

中国专利CN1201268公开了稀土-镍基贮氢合金粉的表面处理方法，采用酸碱复合表面处 理，先将贮氢合金粉进行酸性处理，然后再进行碱性处理。酸性处理在盐酸溶液或硫酸溶液 中进行；碱性处理在2M-6M的KOH水溶液或2M-6M的NaOH水溶液中进行。经本发明处理后， 贮氢合金粉的表面活性显著提高。但是该处理方法复杂，催化加氢活性也提高不多，废水排 放量较大，不利于环保。

发明内容

本发明的目的在于提供一种储氢合金型加氢催化剂及其制备方法，能够明显提高储氢合 金型加氢催化剂表面催化活性，同时操作简单并且较为环保的方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

本储氢发明合金型加氢催化剂的制备方法，包括储氢合金型加氢催化剂的预制和活化过 程，所述的储氢合金型加氢催化剂的预制是将设计成分配重的合金原料在氩气气氛保护下熔 炼，再进行热处理，然后淬火，磨粉；所述的储氢合金型加氢催化剂的活化是用硼氢化钾或 硼氢化钠(KBH₄或NaBH₄)的碱性溶液加入预制的储氢合金型加氢催化剂粉末中，加热到50 -100℃，并恒温0.5-2小时，得到处理液，再将固体硼氢化钾或硼氢化钠加入处理液，升 温，过滤，烘干，得到活化的储氢合金型加氢催化剂产品。

所述的储氢合金型加氢催化剂产品是M1Ni_3.7Co_0.6Mn_0.3Al_0.4(M为混合稀土，其中包含 40-50at％ La，3-8at％ Ce，10-15at％ Pr，35-45at％ Nd，其他金属的纯度为 Ni90-99.9at％，Co90-99.5at％，Mn90-99.5at％，Al90-99at％)合金锭。

以上所述的储氢合金型加氢催化剂预制的熔炼是将配好的料置于水冷铜模中，在氩气气 氛保护下，在电弧炉中熔炼，在熔炼过程中将合金翻面重熔4-8次，同时进行电磁搅拌。

以上所述的储氢合金型加氢催化剂的热处理和淬火是熔炼后将合金锭封在真空石英管 中，放入热处理炉，升温至1000-1200℃保温6-10个小时后放到10-40℃的水淬火。

以上所述的储氢合金型加氢催化剂预制的磨粉是将熔炼、淬火的合金通过球磨方式磨成 粒度大小为100↘m以下的粉末。