[发明专利]一种脱除氢气中氧气的催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种脱除氢气中氧气的催化剂，其特征在于：包含金属前驱体和载体；所述金属前驱体包括Pt，以重量百分比计，Pt的用量为0.01-5%；所述载体为二氧化钛、三氧化二铝、炭黑或多壁碳纳米管中的任意一种；

或者，所述金属前驱体除Pt外还包括M和/或N；所述M为Au、Pd、Ru或Rh中的任意一种，以重量百分数计，M的用量小于或等于5%；所述N为Fe、Ni、Co或Cu中的任意一种，以重量百分数计，N的用量小于或等于5%；

制备方法包括以下步骤：

（1）配置含有所述金属前驱体的可溶性盐的乙二醇溶液I；

（2）配置摩尔浓度1mol/mL的可溶性碱的乙二醇溶液II；

（3）称取所述载体于三口圆底烧瓶中，加入乙二醇，充分超声分散成悬浊液；

（4）量取乙二醇溶液I，置于称量瓶中超声分散；

（5）将步骤（3）中的悬浊液置于油浴锅中搅拌，并滴加步骤（4）中超声分散制得的溶液，保护气下常温搅拌均匀；

（6）调节乙二醇溶液II的pH值，并将其添加到步骤（5）制得的混合溶液中，将油浴锅加热升温至130℃，反应3.5h，反应过程中使用磁子搅拌，并用水进行冷凝回流；

乙二醇溶液II的pH值根据金属前驱体的组成进行调节，金属前驱体仅为Pt时，调节pH为11-1.7，控制Pt纳米颗粒粒径为1.6-3.2nm；金属前驱体除Pt外还包括M和/或N时，调节pH为13；

（7）反应结束后冷却至35℃以下，调节pH至1.7，室温下搅拌12h，获得固液混合物；

（8）对所述固液混合物进行抽滤分离，得到固体；用去离子水洗涤至滤液中无氯离子后，真空干燥8小时以上；

（9）使用前将干燥产物置于氢气环境中焙烧，焙烧温度为100-800℃。

2.根据权利要求1所述的一种脱除氢气中氧气的催化剂，其特征在于：所述催化剂为灰色粉末状，比表面积为50-200 m²/g。

3.一种利用权利要求1-2任一项所述的催化剂去除氢气中氧气的方法，其特征在于：将混合有氧气的氢气通入装有所述催化剂的反应器中，在常温或较低温条件下，氧气与氢气经所述催化剂催化反应生成水，进而去除氢气中的氧气；所述反应器的数量至少为1个，反应过程中以混合有氧气的氢气为原料，以氮气为稀释剂，氢气与氧气体积比为2-200，氢气与氮气的体积比为任意比值；可适应的反应温度为20-600℃，反应压力为0-0.4MPa，混合气空速为20000-120000 mL/g/h。

4.根据权利要求3所述的一种利用催化剂去除氢气中氧气的方法，其特征在于：所述反应器根据氧含量和处理量的不同进行串联或并联分布；反应温度为20-40℃，反应压力为0-0.1MPa，混合气空速为35000-60000 mL/g/h。