[发明专利]有机储氢化合物脱氢制氢气催化剂

说明书

本发明属于氢能技术领域，提供一种有机储氢化合物脱氢制氢气催化剂，包括贵金属活性组分、氧化铝和改性金属氧化物，所述的改性金属氧化物为钛氧化物和/或锆氧化物，至少部分氧化铝和改性金属氧化物存在于载体中，其中所述的改性金属氧化物的η＜0.3，θ≥5，其中η＝载体中晶相改性金属氧化物的重量百分含量/载体中改性金属氧化物的化学组成重量百分含量，θ＝载体表面上改性金属氧化物的重量百分含量/载体中改性金属氧化物的化学组成重量百分含量，钛氧化物以TiO₂计，锆氧化物以ZrO₂计。该脱氢催化剂具有更好的脱氢活性和选择性。

技术领域

本发明属于氢能技术领域，涉及一种用于有机储氢原料脱氢生成氢气的催化剂及其制备方法。

背景技术

氢气作为可再生能源，不仅能效高，而且几乎不产生废弃物，有望成为降低石油消费、改善生态环境、保障能源安全的重要替代能源。氢气在通常条件下以气态形式存在，且易燃、易爆、易扩散，储存和运输要保证安全、高效和无泄漏损失，因此氢能利用需要解决氢气的储运问题，可持续、高效率的规模制氢技术成为氢能时代的迫切需求。

氢气直接从生产场地通过高压气态运输到加氢站，运输成本较高，且长距离运输也存在一定的交通安全隐患；且采用高压气态存储氢气，储氢罐成本高，占地面积大，也存在较大的安全隐患。利用有机储氢载体加氢反应得到氢化产物(称为有机储氢化合物)，然后运输液体的氢化产物，氢化产物进一步放氢气，可以达到氢气储运的目的。

有机储氢载体的氢化产物需要在脱氢催化剂作用下经过脱氢反应释放出储存的氢气。常用的脱氢催化剂包括载体和活性组分，以贵金属为活性组分催化剂脱氢活性较高、选择性较好，但现有技术中没有公开如何提高贵金属脱氢催化剂的活性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于有机储氢化合物脱氢制备氢气的贵金属催化剂及其制备和使用方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

技术方案1.一种用于有机物脱氢制氢气的催化剂，含有贵金属、改性金属氧化物和氧化铝，所述的改性金属为钛和/或锆，所述的改性金属氧化物和氧化铝至少部分存在于载体中，所述改性金属氧化物的η＜0.3，θ≥5例如5-40或5.4-34.3，其中η＝载体中晶相改性金属氧化物的重量百分含量/载体中改性金属氧化物的化学组成重量百分含量，θ＝载体表面上改性金属氧化物的重量百分含量/载体中改性金属氧化物的化学组成重量百分含量，钛氧化物以TiO₂计，锆氧化物以ZrO₂计；贵金属含量为0.1-10重量％，所述贵金属为Pt、Pd、Ru、Re、Rh、Ir、Os中的一种或多种。优选的，所述的氧化铝和改性金属氧化物部分或全部形成载体组合物。一种方式，处于载体中的氧化铝和改性金属氧化物占到氧化铝和改性金属氧化物总量的50～100重量％。更优选的，所述改性金属氧化物负载在载体的表面。

技术方案2.一种用于有机物脱氢制氢气的催化剂，其中，所述催化剂包括：0.1-10重量％贵金属例如0.6-5重量％或0.8-2重量％的贵金属和90-99.9重量％例如92-99.4重量％或95-99.4重量％或98-99.2重量％的载体组合物；所述载体组合物包括氧化铝和改性金属氧化物，所述的改性金属氧化物为钛氧化物和/或锆氧化物，所述载体组合物中改性金属氧化物的η＜0.3优选为0，所述载体组合物中改性金属氧化物的θ≥5例如5-40或5.4-34.3，其中η＝载体组合物中晶相改性金属氧化物的重量百分含量/载体组合物中改性金属氧化物的化学组成重量百分含量，θ＝所述载体组合物表面上改性金属氧化物的重量百分含量/载体组合物中改性金属氧化物的化学组成重量百分含量，钛氧化物以TiO₂计，锆氧化物以ZrO₂计。

所述催化剂或所述载体组合物表面上改性金属氧化物的重量百分含量通过XPS方法测量，测量的表面层厚度为距离外表面5nm厚度范围。