一种用于有机液体储氢材料脱氢的催化剂及其制备方法和使用方法与流程

本发明涉及储氢材料，具体涉及一种用于有机液体储氢材料脱氢的催化剂及其制备方法和使用方法。

背景技术：

1、有机液体储氢是通过加氢反应将氢气固定到芳香烃化合物中，形成稳定的加氢态有机化合物。它能够实现氢气的常温常压高密度运输，有机液体储氢材料在运输过程中始终保持液体状态，可以像汽油、柴油一样存储和运输，显著降低氢能大规模应用的成本。在用氢场所，加氢态有机液体通过催化反应能够释放出氢气，脱氢后的有机液体能够继续循环使用。

2、脱氢反应是有机液体储氢技术发展的难点，其脱氢通常均需要在低压高温下进行，反应效率较低，较易产生副反应，且脱氢过程中产生的积碳容易导致催化剂失活。有机储氢液体脱氢反应需要解决的关键问题是，开发出在较低反应温度下可以催化加氢态有机化合物并且具有稳定性好的催化剂。

3、专利cn111054382a公开一种用于有机液体储氢材料脱氢反应的催化剂及其制备方法，以解决现有技术中存在的脱氢反应过程中抗积碳能力不佳、积碳量较大的问题，该发明采用催化剂为包含铂系元素或其氧化物的催化剂，其中pt的分散度为不小于21％。专利cn112237936a公开一种有机液体储氢材料脱氢反应催化剂，该发明将贵金属和石墨烯相结合，着力于解决传统气相脱氢技术中存在的反应温度高、催化剂失活快、使用膜反应导致的操作成本高、设备投资大、不易维护等问题，该方法用于有机液体储氢材料脱氢反应时，可以在液相条件下活化碳氢键，并且能阻止贵金属的迁移聚集，可大幅提高催化剂的稳定性。虽然上述两种方法均实现了有机液体储氢材料的脱氢反应，但是都是通过使用贵金属催化剂来实现其催化脱氢效果，成本高。

技术实现思路

1、针对上述已有技术存在的不足，本发明提供一种用于有机液体储氢材料脱氢的催化剂及其制备方法和使用方法。

2、本发明是通过以下技术方案实现的。

3、一种用于有机液体储氢材料脱氢的催化剂，所述催化剂包括按摩尔比为30～150：5：1的mgh2、mg2nih4、lah3。

4、进一步地，所述催化剂颗粒的尺寸为1 0nm～10μm。

5、一种用于有机液体储氢材料脱氢的催化剂的制备方法，将镁粉和镧镍合金粉混合后，进行氢化反应球磨，得到所述的催化剂。

6、进一步地，以重量份数计，镁粉的含量为40～100份，镧镍合金粉的含量为1～60份。

7、进一步地，氢化反应球磨的条件为：氢气压力为1～5mpa，球料比为10:1～100：1，转速为200～700rpm，球磨时间为1～15h。

8、一种使用上述的催化剂进行有机液体储氢材料脱氢的方法，将有机液体储氢材料与如上所述的催化剂混合进行脱氢反应产生氢气，其中，反应条件如下：催化剂与有机液体储氢材料的质量比为1：9～1：29，反应压力为0～1mpa、温度为200～350℃。

9、进一步地，所述有机液体储氢材料为环己烷、甲基环己烷、全氢咔唑、全氢二苄基甲苯、全氢苄基甲苯、十氢萘中的一种或多种的混合物。

10、本发明的有益技术效果，本发明一种用于有机液体储氢材料脱氢的催化剂及其制备方法和使用方法，可催化有机液体的脱氢反应，降低吸放氢温度，提高出口端氢气纯度，减少贵金属催化剂的使用，降低传统贵金属催化剂(pt、pd等)用量，从而降低成本，并且不存在积碳效应，催化剂可重复利用。同时，采用本发明的催化剂有助于放氢过程中热量的均匀传递，提高加脱氢反应的可逆性。

技术特征：

1.一种用于有机液体储氢材料脱氢的催化剂，其特征在于，所述催化剂包括按摩尔比为30～150：5：1的mgh2、mg2nih4、lah3。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂颗粒的尺寸为1 0nm～10μm。

3.一种如权利要求1-2任一所述用于有机液体储氢材料脱氢的催化剂的制备方法，其特征在于，将镁粉和镧镍合金粉混合后，进行氢化反应球磨，得到所述的催化剂。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，以重量份数计，镁粉的含量为40～100份，镧镍合金粉的含量为1～60份。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，氢化反应球磨的条件为：氢气压力为1～5mpa，球料比为10:1～100：1，转速为200～700rpm，球磨时间为1～15h。

6.一种使用如权利要求1或2所述的催化剂进行有机液体储氢材料脱氢的方法，其特征在于，将有机液体储氢材料与如上所述的催化剂混合进行脱氢反应产生氢气，其中，反应条件如下：催化剂与有机液体储氢材料的质量比为1：9～1：29，反应压力为0～1mpa、温度为200～350℃。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述有机液体储氢材料为环己烷、甲基环己烷、全氢咔唑、全氢二苄基甲苯、全氢苄基甲苯、十氢萘中的一种或多种的混合物。

技术总结
本发明公开了一种用于有机液体储氢材料脱氢的催化剂及其制备方法和使用方法，催化剂包括按摩尔比为30～150：5：1的MgH<subgt;2</subgt;、Mg<subgt;2</subgt;NiH<subgt;4</subgt;、LaH<subgt;3</subgt;。制备方法包括以下步骤：将镁粉和镧镍合金粉混合后，进行氢化反应球磨得到催化剂。本发明提供的催化剂可催化有机液体储氢材料的脱氢反应，降低吸放氢温度，提高出口端氢气纯度，减少贵金属催化剂的使用，降低成本，并且不存在积碳效应，催化剂可重复利用。同时，有助于放氢过程中热量的均匀传递。

技术研发人员：王少华,蒋利军,冯小阳,郭秀梅,武媛方,李志念,王树茂,叶建华,郝雷,蒋文全,苑慧萍
受保护的技术使用者：有研工程技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12