[发明专利]一种脱氢催化剂、制备方法以及释氢方法

说明书

本发明公开了一种脱氢催化剂、制备方法以及释氢方法。它包括筒体，筒体外表面设有加热装置和冷却装置，筒体内侧壁设有挡板，挡板两相对应内侧壁连接有滑动装置，挡板另两相对应内侧壁设有若干凸起，筒体上方设有出气管、进料管，筒体下方设有进气管，筒体内部上方设有分离装置、破泡板，破泡板和挡板固定连接，分离装置位于破泡板下方，分离装置一端在筒体内部悬空，分离装置另一端和破泡板固定连接且与出气管连通，筒体内部设有分气板，分气板和挡板下端固定连接，分气板位于进气管上方。本发明的有益效果是：催化剂的活性组分可以高度均匀分散，显著提高脱氢效果，有效抑制积碳。

技术领域

本发明涉及有机液体储氢材料释氢技术领域，尤其涉及一种脱氢催化剂、制备方法以及释氢方法。

背景技术

氢气具有能量密度高、燃烧清洁的特点，是一种绿色可持续新能源，可解决目前化石能源面临的问题，展现出良好的应用前景。近年来，氢能的开发和利用受到世界各国的重视。中国也提出了明确的碳达峰和碳中和的时间目标，因此，氢能的发展可以说是国内外能源领域的研发重点。

氢能应用包括了氢气制备、储存、运输和应用等环节。由于氢气分子小、爆炸极限宽的特点，氢气的储存运输是关键和难点。在众多的储氢技术中，有机液体储氢受到广泛关注。此技术通过不饱和芳烃与对应氢化物(环烷烃)的催化加、脱氢可逆反应来实现氢能的储存，过程中碳环的主体结构不被破坏，反应可逆，反应物产物可循环再利用，氢储量相对较高，符合国际能源署和美国能源部规定的指标。更重要的是，有机液体形式便于进行长途输送。该技术被认为是大规模氢能贮存、远距离氢能输送和替代传统化石燃料的有效手段，在未来的“氢经济时代”将发挥举足轻重的作用。

有机液体储氢技术中同时存在加氢和脱氢过程，加氢过程相对简单，技术比较成熟，脱氢过程是一个强吸热、高度可逆的反应，因此从动力学和热力学两方面来看，高温都有利于脱氢反应进行，但高温下易发生裂解、积碳等副反应会导致催化剂的活性降低甚至失活，不利于脱氢反应进行。

现有技术所报道的脱氢催化剂主要是贵金属负载于氧化铝催化剂，该催化剂被广泛用来作为有机液体储氢材料的脱氢催化剂，但是此催化剂的载体氧化铝表面存在弱酸性，在反应过程中易发生结焦，使得此催化剂的稳定性较差，从而降低过程的催化剂效率。另外，从催化化学原理来说，碱性位更有利于活化C-H键，有利于脱氢反应。此外，脱氢反应过程中，活性金属组分的烧结长大也是造成失活的重要原因，因此，制备具有高度分散和均匀的活性相的催化剂也十分必要。基于此，本发明提供一种活性金属高度均匀分散、高稳定性的脱氢催化剂、制备方法及其用途。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中载体为氧化铝时，负载其上的Pt容易烧结长大以及表面酸性位会导致积碳使得催化剂稳定性差的不足，提供一种通过预先合成双金属纳米胶体，再负载于含有氧化铝的碱性载体上的方法制得的催化剂，用于脱氢反应时，可以大大提高反应活性和稳定性的脱氢催化剂、制备方法以及释氢方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种脱氢催化剂，包括活性组分和载体，所述活性组分包含Pt和另外一种VIII族过渡非贵金属元素的双金属合金，所述双金属合金的粒径在1.5-2.5nm，所述活性组分的总含量为0.03wt.％-8wt.％；所述载体为尖晶石类载体，所述载体的含量为除去活性组分含量以后的剩余含量；所述尖晶石类载体具有AB₂O₄结构，选自MgAl₂O₄，CaAl₂O₄，BaAl₂O₄，NiAl₂O₄，CoAl₂O₄，FeAl₂O₄尖晶石以及A位离子相互掺杂的尖晶石类中的至少一种。