[发明专利]一种纳米钯基催化剂及制备和应用

摘要

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种纳米钯基催化剂的制备及其在以甲酸盐为基础的储氢循环体系的应用。该催化体系以氮修饰的介孔炭为载体、纳米尺度的贵金属钯为活性组分，其质量含量为5％。该催化剂在无任何添加剂的条件下，可有效分解甲酸钾溶液产生氢气，以及催化碳酸氢钾加氢，并表现出良好的稳定性，可应用于以甲酸盐为基础的储氢循环体系中。

主权项

1.一种纳米钯基催化剂，其特征在于，该催化剂的载体为氮掺杂的介孔炭，活性组分为金属态的钯；其中钯的质量担载量为0.1～20%，介孔炭中氮的质量掺杂量为5～15%，具体的制备步骤如下：（1）掺氮介孔炭载体的制备：将10～20克的二甲苯，10～20克的呋喃甲醇和0.1～0.2克的草酸混合，在玻璃棒搅拌下，滴加到10～15克的掺锆的SBA‑15模板中；然后在55～65 ℃中聚合22～26 h，85～95 ℃中聚合22～26 h，得到碳/硅复合物；将此复合物在氨气气氛中，140～160 ℃保持2～3 h，290～310 ℃保持2～3 h，600～800 ℃保持3～4 h，得到掺氮的碳/硅复合物；（2）掺锆的SBA‑15模板的去除：将上述得到掺氮的碳/硅复合物于相对于硅摩尔数10倍以上过量的氢氟酸中充分搅拌20~48 h，得到掺氮介孔炭载体；（3）负载金属钯粒子：将步骤（2）制得的掺氮介孔炭载体，分散在无水乙醇中，之后加入氯化钯前驱体溶液中，并在20～40 ℃下搅拌均匀；然后滴加1～3 mol/L NaOH溶液，将pH调节至10～11，搅拌1～2 h，加入相对于钯摩尔数10 倍以上过量的NaBH₄溶液进行金属还原，并继续搅拌1～2 h；经过过滤、洗涤和干燥，得到氮掺杂的介孔炭负载的纳米钯基催化剂。