液态有机储氢材料加氢脱氢用廉价高效金属催化剂的研究

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氢能技术包括氢的规模制备、储存和运输、高效率使用以及配套基础设施的建设等环节,其中在常温常压下安全有效地储存和运输是最关键技术之一。液态有机储氢以高储氢量、安全性好、循环性能好等优势在众多的储氢方式中脱颖而出。然而包括氮-乙基咔唑、氮-丙基咔唑、环己烷、十氢萘等在内的液态储氢材料仍存在一些问题。如能改善液态有机储氢材料的脱氢温度过高和脱氢动力学速度较慢两个问题,是解决氢能规模化推广利用的储运问题的关键。其中解决脱氢温度高可通过寻找合适的有机液态储氢材料,而解决脱氢动力学问题则需要寻找更为高效的催化剂。目前大多使用的催化剂活性组分主要是Pt、Ru、Pd、Rh等贵金属。贵金属催化剂具有较高的脱氢效率,但其价格昂贵阻碍了大规模化应用。在贵金属中掺杂非贵金属Fe、Co、Ni等金属制备出活性组分颗粒均一、催化效率高、制备工艺简单的贵金属-非贵金属的双金属催化剂可在不降低催化活性的情况下减少催化剂的成本。我们采用浸渍法制备了一系列双金属催化剂,考察了催化剂的浸渍方式、煅烧温度、还原温度、反应时间等因素。并采用XRD、TEM、TG、DTG、BET等测试手段进行表征,结果显示制备的催化剂为有序的介孔材料,双金属能够均一的负载在选定的载体表面上。对全氢化N-乙基咔唑进行脱氢,在一定时间内脱氢效率可达到90%以上,在同等条件下,双金属催化剂比单一金属和Ni系非贵金属催化剂的催化效率均要高。
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