[发明专利]一种改性黏土矿负载钯催化剂的制备方法和应用

权利要求书

1.一种改性黏土矿负载钯催化剂在甲酸分解制氢过程中的应用，包括：含甲酸液相原料和改性黏土矿负载钯催化剂在反应釜中发生脱氢反应，经膜分离得到氢气产品，下游连接氢燃料电池，捕集剩余的二氧化碳作为气体原料通过加氢反应生成甲酸作为液相原料返回所述的反应釜中;

其中，改性黏土矿负载钯催化剂为：改性黏土矿载体和负载在改性黏土矿载体上的活性贵金属Pd组分；活性贵金属Pd的负载量为0.5～5.0wt％。

2.根据权利要求1所述的改性黏土矿负载钯催化剂在甲酸分解制氢过程中的应用，其特征在于，所述改性黏土矿载体为经酸改性活化的黏土矿载体。

3.根据权利要求1所述的改性黏土矿负载钯催化剂在甲酸分解制氢过程中的应用，其特征在于，所述黏土矿选自于海泡石、水滑石或者凹凸棒土中的一种或两种的组合，组合物中各部分的摩尔比为1:1。

4.根据权利要求1所述的改性黏土矿负载钯催化剂在甲酸分解制氢过程中的应用，其特征在于，经酸改性活化的黏土矿载体需由硅烷偶联剂嫁接改性，硅烷偶联剂选自3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷或二乙烯三氨基丙基三甲氧基硅烷。

5.根据权利要求1所述的改性黏土矿负载钯催化剂在甲酸分解制氢过程中的应用，其特征在于，改性黏土矿负载钯催化剂的制备方法具体步骤包括：

(1)将黏土矿石粉加入酸溶液中，搅拌后，分离出黏土矿石粉，洗涤至中性，干燥，磨细后得到酸活化的黏土矿石粉；

(2)将经酸活化的黏土矿石粉末加入到无水乙醇溶液中，边搅拌边滴加一定量硅烷偶联剂，反应一定时间后过滤，用无水乙醇洗涤，干燥得到经硅烷偶联剂改性的黏土矿石载体；

(3)将经硅烷偶联剂改性的黏土矿石载体加入氯亚钯酸钠水溶液中浸渍，搅拌一定时间后用碳酸钠水溶液调节pH，随后缓慢滴加硼氢化钠溶液还原钯，悬浊液经抽滤，洗涤，干燥得到以硅烷偶联剂黏土矿石为载体的钯催化剂。

6.根据权利要求5所述的改性黏土矿负载钯催化剂在甲酸分解制氢过程中的应用，其特征在于，

步骤(1)所述的酸溶液为盐酸、硫酸、或者硝酸溶液，浓度为1-10ml/L；

步骤(1)所述的黏土矿石粉与酸溶液质量比为1：10-50，搅拌的时间为10-30h；

步骤(1)所述的搅拌，其过程为将溶液置于磁力搅拌电热套中加热溶液至30~90℃，转速为200～800rpm，改性时间为15～30h；

步骤(2)所述的硅烷偶联剂与酸活化的黏土矿石粉末的质量比为0.05-1：1，硅烷偶联剂在无水乙醇溶剂中的浓度为1-10g/L；

步骤(2)所述的搅拌，其过程为将溶液置于磁力搅拌电热套中加热溶液至30~90℃，转速为200～800rpm，搅拌时间为10-40h；

步骤(3)所述的氯亚钯酸钠水溶液中Pd离子的浓度为0.03-1mol/L；

步骤(3)所述的硼氢化钠溶液质量分数为60～85％；

步骤(3)所述的搅拌，其过程为将溶液置于磁力搅拌电热套中加热溶液至25～80℃，转速为200～800rpm，吸附负载时间为3～10h，还原反应时间为0.5～12h；

步骤(1)和步骤(2)所述的干燥为80～120℃下干燥10～14h；

步骤(3)所述的干燥为50～100℃下真空干燥10～14h。

7.根据权利要求1所述的改性黏土矿负载钯催化剂在甲酸分解制氢过程中的应用，其特征在于，所述的脱氢反应的反应温度为25～150℃，反应压力为0.1～1MPa，搅拌速度为200～800rpm。

8.根据权利要求1所述的改性黏土矿负载钯催化剂在甲酸分解制氢过程中的应用，其特征在于，所述含甲酸液相原料为甲酸和水的混合物，其中甲酸的摩尔浓度为0.001～25mol/L。