有机储氢催化加氢活性物质、负载物及应用

技术领域

本发明是关于氢能源技术领域，特别是关于一种有机储氢催化加氢活性物质、负载物及应用。

背景技术

氢能源清洁无污染、高热值等一系列的优势使其在近几十年来备受期待，被许多人认为是解决能源问题、发展低碳经济不可或缺的一部分。尽管氢能源正在蓬勃发展，但是制氢、储氢和燃料电池三个方面的关键问题并没有得到很好的解决。特别是作为起到氢气制备与应用之间桥梁作用的储氢，还未有特别成熟的可广泛应用的储氢方式。目前的车载储氢方式还是利用物理型高压储氢罐储氢的方式，在能量效率、体积储氢量、安全性等方面还有许多不足之处。因此，高效储氢材料的缺乏可以说是氢能源发展中一个亟待解决的瓶颈问题。

有机储氢液体是最有可能解决储氢问题的方案之一，但是其吸放氢动力学差，目前基本都需要使用贵金属催化剂催化其吸放氢过程，而且加氢过程和脱氢过程常常需要使用不同的贵金属，导致使用成本太高，难以实际应用。比如对于目前最有潜力的有机储氢液体N-乙基咔唑，其加氢和相应氢化产物(十二氢化N-乙基咔唑)的脱氢反应分别需要Ru基催化剂和Pd基催化剂进行催化。

基于对新能源载具的应用需求，储氢装置的载氢效率和速度，大大限制了有机储氢液体在氢燃料电池汽车上的应用。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机储氢催化加氢活性物质，其通过特定的物质元素配比，在简化催化剂构成的同时，能够有效地改善载氢效率。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种有机储氢催化加氢活性物质，至少包括含钌元素的钌源和含镍元素的镍源，其中Ru:Ni的质量比为(8:2)-(2:8)。

在本发明的一个或多个实施方式中，钌源为氯化钌、氯化六氨合钌中的一种。

在本发明的一个或多个实施方式中，镍源为氯化镍、硝酸镍中的一种。

本发明的实施例提供了一种负载物，包括如前述的有机储氢催化加氢活性物质以及载体，有机储氢催化加氢活性物质负载于载体。

在本发明的一个或多个实施方式中，有机储氢催化加氢活性物质在载体上的负载量为负载物总质量的0.5-4wt.％。

在本发明的一个或多个实施方式中，载体为氧化铝载体。

在本发明的一个或多个实施方式中，载体表面分布有微孔。

在本发明的一个或多个实施方式中，载体上微孔的孔径为7-30nm。

本发明的实施例提供了一种如前述的有机储氢催化加氢活性物质或如前述的负载物在有机储氢中加氢催化的应用。

与现有技术相比，根据本发明实施方式的有机储氢催化加氢活性物质及负载物，通过对载氢催化剂组合物的组成进行优化选择，从而在改善了载氢催化剂在催化剂产品性能优化的选择性、吸氢生产成本控制等多方面的性能。

附图说明

图1是根据本发明实施方式的反应效能示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

实施例1

本实施例中：

催化剂制备

1.依据表1配置适当浓度的氯化钌(氯化六氨合钌)/氯化镍(硝酸镍)混合溶液，溶剂为水或者酒精，得溶液A；

2.使用等体积浸润法，将溶液A浸润入氧化铝载体，得前驱体B；

3.将前驱体B，放入烘箱中100度烘干2小时，得前驱体C；

4.配置2mol/L的NaOH溶液；

5.使用等体积法，将NaOH溶液浸润入前驱体C，得前驱体D；

6.将前驱体D，放入烘箱中100度烘干2小时，得前驱体E；

7.将前驱体E放入管式马弗炉中，通入氢气后，升温至300度下，保持2小时；得催化剂。

加氢效果测试方法

1.称取40g苄基甲苯，2g催化剂，加入高温高压反应釜中；

2.使用氢气反复置换高温高压反应釜；

3.开启搅拌(300～1500pm)，开启升温(180～250度)；

4.温度达到200度后，通入氢气，保持氢气压力(范围5～9MPa)。

实施例2

本实施例中：

催化剂制备

1.依据表1配置适当浓度的氯化钌/氯化镍混合溶液，溶剂为水或者酒精，得溶液A；

2.使用等体积浸润法，将溶液A浸润入氧化铝载体，得前驱体B；

3.将前驱体B，放入烘箱中100度烘干2小时，得前驱体C；

4.配置2mol/L的NaOH溶液；

5.使用等体积法，将NaOH溶液浸润入前驱体C，得前驱体D；

6.将前驱体D，放入烘箱中100度烘干2小时，得前驱体E；

7.将前驱体E放入管式马弗炉中，通入氢气后，升温至300度下，保持2小时；得催化剂。

加氢效果测试方法

1.称取40g苄基甲苯，2g催化剂，加入高温高压反应釜中；

2.使用氢气反复置换高温高压反应釜；

3.开启搅拌(300～1500pm)，开启升温(180～250度)；

4.温度达到200度后，通入氢气，保持氢气压力(范围5～9MPa)。

实施例3

本实施例中：

催化剂制备

1.依据表1配置适当浓度的氯化钌/氯化镍混合溶液，溶剂为水或者酒精，得溶液A；

2.使用等体积浸润法，将溶液A浸润入氧化铝载体，得前驱体B；

3.将前驱体B，放入烘箱中100度烘干2小时，得前驱体C；

4.配置2mol/L的NaOH溶液；

5.使用等体积法，将NaOH溶液浸润入前驱体C，得前驱体D；

6.将前驱体D，放入烘箱中100度烘干2小时，得前驱体E；

7.将前驱体E放入管式马弗炉中，通入氢气后，升温至300度下，保持2小时；得催化剂。

加氢效果测试方法

1.称取40g苄基甲苯，2g催化剂，加入高温高压反应釜中；

2.使用氢气反复置换高温高压反应釜；

3.开启搅拌(300～1500pm)，开启升温(180～250度)；

4.温度达到200度后，通入氢气，保持氢气压力(范围5～9MPa)。

实施例4

本实施例中：

催化剂制备

1.依据表1配置适当浓度的氯化钌/氯化镍混合溶液，溶剂为水或者酒精，得溶液A；

2.使用等体积浸润法，将溶液A浸润入氧化铝载体，得前驱体B；

3.将前驱体B，放入烘箱中100度烘干2小时，得前驱体C；

4.配置2mol/L的NaOH溶液；

5.使用等体积法，将NaOH溶液浸润入前驱体C，得前驱体D；

6.将前驱体D，放入烘箱中100度烘干2小时，得前驱体E；

7.将前驱体E放入管式马弗炉中，通入氢气后，升温至300度下，保持2小时；得催化剂。

加氢效果测试方法

1.称取40g苄基甲苯，2g催化剂，加入高温高压反应釜中；

2.使用氢气反复置换高温高压反应釜；

3.开启搅拌(300～1500pm)，开启升温(180～250度)；

4.温度达到200度后，通入氢气，保持氢气压力(范围5～9MPa)。

实施例5

本实施例中：

催化剂制备

1.依据表1配置适当浓度的氯化六氨合钌/硝酸镍混合溶液，溶剂为水或者酒精，得溶液A；

2.使用等体积浸润法，将溶液A浸润入氧化铝载体，得前驱体B；

3.将前驱体B，放入烘箱中100度烘干2小时，得前驱体C；

4.配置2mol/L的NaOH溶液；

5.使用等体积法，将NaOH溶液浸润入前驱体C，得前驱体D；

6.将前驱体D，放入烘箱中100度烘干2小时，得前驱体E；

7.将前驱体E放入管式马弗炉中，通入氢气后，升温至300度下，保持2小时；得催化剂。

加氢效果测试方法

1.称取40g苄基甲苯，2g催化剂，加入高温高压反应釜中；

2.使用氢气反复置换高温高压反应釜；

3.开启搅拌(300～1500pm)，开启升温(180～250度)；

4.温度达到200度后，通入氢气，保持氢气压力(范围5～9MPa)。

对比例1

本对比例中：

催化剂制备

1.依据表1配置适当浓度的氯化钌/氯化镍混合溶液，溶剂为水或者酒精，得溶液A；

2.使用等体积浸润法，将溶液A浸润入氧化铝载体，得前驱体B；

3.将前驱体B，放入烘箱中100度烘干2小时，得前驱体C；

4.配置2mol/L的NaOH溶液；

5.使用等体积法，将NaOH溶液浸润入前驱体C，得前驱体D；

6.将前驱体D，放入烘箱中100度烘干2小时，得前驱体E；

7.将前驱体E放入管式马弗炉中，通入氢气后，升温至300度下，保持2小时；得催化剂。

加氢效果测试方法

1.称取40g苄基甲苯，2g催化剂，加入高温高压反应釜中；

2.使用氢气反复置换高温高压反应釜；

3.开启搅拌(300～1500pm)，开启升温(180～250度)；

4.温度达到200度后，通入氢气，保持氢气压力(范围5～9MPa)。

对比例2

本对比例中：

催化剂制备

1.依据表1配置适当浓度的氯化钌/氯化镍混合溶液，溶剂为水或者酒精，得溶液A；

2.使用等体积浸润法，将溶液A浸润入氧化铝载体，得前驱体B；

3.将前驱体B，放入烘箱中100度烘干2小时，得前驱体C；

4.配置2mol/L的NaOH溶液；

5.使用等体积法，将NaOH溶液浸润入前驱体C，得前驱体D；

6.将前驱体D，放入烘箱中100度烘干2小时，得前驱体E；

7.将前驱体E放入管式马弗炉中，通入氢气后，升温至300度下，保持2小时；得催化剂。

加氢效果测试方法

1.称取40g苄基甲苯，2g催化剂，加入高温高压反应釜中；

2.使用氢气反复置换高温高压反应釜；

3.开启搅拌(300～1500pm)，开启升温(180～250度)；

4.温度达到200度后，通入氢气，保持氢气压力(范围5～9MPa)。

表1本发明方案中部分实施例和对比例的有机储氢催化加氢活性物质的组成及效能对照表

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。