本發(fā)明涉及一種液態(tài)有機儲氫催化劑，尤其是涉及一種nicu@rgo/mg(oh)2復合催化材料在液態(tài)有機氫載體催化加氫和脫氫方面的應用

背景技術：

1、當前，可再生能源成為解決能源危機和環(huán)境污染的問題的關鍵技術手段。氫能具有燃燒熱值高、無污染、來源廣泛、可再生等優(yōu)點，成為理想的綠色能源媒介，具有潛力的環(huán)境清潔燃料和能源，是可再生能源的重要組成部分。然而，目前，但氫氣其極低的體積密度(1atm時0.08988g/l)嚴重阻礙了氫的儲存和利用，使其儲存和運輸效率低下，無法實現(xiàn)大規(guī)模、低成本儲運是限制氫能廣泛應用的技術瓶頸之一。

2、對于傳統(tǒng)的壓氫和低溫液氫儲存方法，存在安全性低、能耗高、建立新型加氫系統(tǒng)成本高等問題，極大地阻礙了氫大規(guī)模應用的發(fā)展。近年來，在化學儲氫材料中，液態(tài)有機氫載體(liquid?organic?hydrogen?carrier，lohc)作為一種很有前途的儲氫介質(zhì)受到了廣泛的關注。在這個概念中，h2通過放熱加氫反應在有機化合物中進行化學儲存，富氫化合物(即lohc)在環(huán)境條件下以液體形式存在(如汽油和柴油的常規(guī)燃料)。當儲存在lohc中時，氫氣可以使用已經(jīng)建成的傳統(tǒng)燃料基礎設施進行運輸；此外，吸熱脫氫反應所需的反應熱比其他制氫過程要低得多，從而使氫氣能夠在特定的位置再次釋放。

3、目前，盡管lohc化合物具有非常有用的儲氫特性，以及經(jīng)濟，安全，易于管理的操作；但是lohc儲氫介質(zhì)仍然存在反應的復雜性和多樣性、活化能高、反應選擇性難以控制、脫氫不完全等問題。此外，由于lohc大量使用貴金屬催化劑，導致成本較高；另外，也未能解決相應的催化劑使其可高選擇性的實施加氫、脫氫反應的問題。因而，催化劑是整個lohc儲氫過程的關鍵成分，高效、長壽命的催化劑不僅能夠降低成本，而且能夠降低反應溫度、提高反應速率和轉(zhuǎn)化率。

4、常規(guī)的液態(tài)有機儲氫催化劑存在貴金屬用量高，成本高等缺點，不利于有機液體儲氫在實際中的應用。相對于貴金屬催化劑，廉價的過渡金屬(ni、co、fe)催化劑因其低成本，獨特的電子結(jié)構，在催化加氫反應中表現(xiàn)出的較好活性和選擇性，成為開發(fā)新型催化體系中催化劑的有效替代品。因此，探索低成本的高效催化劑是亟待解決的問題，而開發(fā)高效低成本加氫脫氫催化劑能較好地降低加氫和脫氫裝置的復雜程度，同時大大降低儲氫成本；實現(xiàn)有機液體儲氫其高密度、高儲氫效率、高安全性的優(yōu)勢，從而推動液態(tài)有機物儲氫技術大規(guī)模的應用與發(fā)展，使其成為未來發(fā)展最有前景的一種儲氫方式。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種nicu@rgo/mg(oh)2復合催化材料在液態(tài)有機氫載體催化加氫和脫氫方面的應用

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：

3、本發(fā)明提供了一種nicu@rgo/mg(oh)2復合催化材料在液態(tài)有機氫載體催化加氫和脫氫方面的應用。

4、進一步的，當用于催化加氫和脫氫時，將nicu@rgo/mg(oh)2復合催化材料與被加氫或脫氫的液態(tài)有機氫載體混合，進行催化加氫或脫氫。

5、更進一步的，當進行催化加氫時，所述nicu@rgo/mg(oh)2復合催化材料與液態(tài)有機氫載體組成的反應體系處于氫氣氣氛下；

6、更進一步的，當進行催化脫氫時，所述nicu@rgo/mg(oh)2復合催化材料與液態(tài)有機氫載體組成的反應體系處于真空環(huán)境。

7、更進一步的，當進行催化加氫和脫氫時，所述反應體系所處溫度150℃-200℃，壓力為5mpa-7?mpa，時間為5-7h。

8、進一步的，所述nicu@rgo/mg(oh)2復合催化材料與液態(tài)有機氫載體的質(zhì)量比為1：8-12。

9、更進一步的，所述液態(tài)有機氫載體為乙基咔唑。

10、進一步的，所述nicu@rgo/mg(oh)2復合催化材料通過以下步驟制成：

11、(1)將甲醇加入ni(no3)2·6h2o、cu(no3)2·3h2o、go和pvp中，充分溶解，攪拌，干燥，得到nicu@go粉末，

12、(2)將步驟(1)所得nicu@go粉末放入管式爐進行兩次煅燒，得到雙金屬nicu@rgo催化劑，

13、(3)將步驟(2)所得雙金屬nicu@rgo催化劑與mg源混合，并進行球磨，得到mg源-nicu@rgo的添加劑復合材料，

14、(4)將步驟(3)所得mg源-nicu@rgo的添加劑復合材料進行水解，過濾，干燥，得到nicu@rgo/mg(oh)2復合催化劑。

15、更進一步的，步驟(1)中甲醇、ni(no3)2·6h2o、cu(no3)2·3h2o、go和pvp的質(zhì)量比例為4-10:100-200:100-200:4-10:1，所述攪拌時間為4-10h，轉(zhuǎn)速為50-200rpm，所述干燥時間為10-24h，溫度為50-100℃。

16、更進一步的，步驟(2)中兩次煅燒過程中，，第一次煅燒在ar氣氛下，以4-10℃min-1的升溫速率加熱至400-600℃，保溫4-10h后自然降溫；

17、第二次煅燒在h2/ar氣氛下，其中h2的比例為5％，以4-10℃?min-1的升溫速率加熱至400-600℃，保溫4-10h后自然降溫。

18、更進一步的，步驟(3)中所述mg源為mgh2或mg，所述雙金屬nicu@rgo催化劑和mg源的質(zhì)量比為1：1-20；

19、所述球磨在氬氣氛圍下進行，其球料比為5-50：1，球磨轉(zhuǎn)速300-500rpm，球磨時間5-50h；

20、步驟(4)所述干燥的溫度為40-100℃，干燥時間為10-24h。

21、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

22、相比于傳統(tǒng)的液態(tài)有機儲氫催化劑，nicu@rgo/mg(oh)2復合催化材料具有較低的成本，且在催化性能良好，液態(tài)有機氫載體容量保持率高，且本發(fā)明提供的制備工藝流程簡單。

技術特征：

1.一種nicu@rgo/mg(oh)2復合催化材料在液態(tài)有機氫載體催化加氫和脫氫方面的應用。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種nicu@rgo/mg(oh)2復合催化材料在液態(tài)有機氫載體催化加氫和脫氫方面的應用，其特征在于，

3.根據(jù)權利要求2所述的一種nicu@rgo/mg(oh)2復合催化材料在液態(tài)有機氫載體催化加氫和脫氫方面的應用，其特征在于，

4.根據(jù)權利要求3所述的一種nicu@rgo/mg(oh)2復合催化材料在液態(tài)有機氫載體催化加氫和脫氫方面的應用，其特征在于，當進行催化加氫和脫氫時，所述反應體系所處溫度150℃-200℃，壓力為5mpa-7?mpa，時間為5-7h。

5.根據(jù)權利要求2所述的一種nicu@rgo/mg(oh)2復合催化材料在液態(tài)有機氫載體催化加氫和脫氫方面的應用，其特征在于，所述nicu@rgo/mg(oh)2復合催化材料與液態(tài)有機氫載體的質(zhì)量比為1：8-12。

6.根據(jù)權利要求2所述的一種nicu@rgo/mg(oh)2復合催化材料在液態(tài)有機氫載體催化加氫和脫氫方面的應用，其特征在于，所述液態(tài)有機氫載體為乙基咔唑。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種nicu@rgo/mg(oh)2復合催化材料在液態(tài)有機氫載體催化加氫和脫氫方面的應用，其特征在于，所述nicu@rgo/mg(oh)2復合催化材料通過以下步驟制成：

8.根據(jù)權利要求7所述的一種nicu@rgo/mg(oh)2復合催化材料在液態(tài)有機氫載體催化加氫和脫氫方面的應用，其特征在于，步驟(1)中甲醇、ni(no3)2·6h2o、cu(no3)2·3h2o、go和pvp的質(zhì)量比例為4-10:100-200:100-200:4-10:1，所述攪拌時間為4-10h，轉(zhuǎn)速為50-200rpm，所述干燥時間為10-24h，溫度為50-100℃。

9.根據(jù)權利要求7所述的一種nicu@rgo/mg(oh)2復合催化材料在液態(tài)有機氫載體催化加氫和脫氫方面的應用，其特征在于，步驟(2)中兩次煅燒過程中，第一次煅燒在ar氣氛下，以4-10℃?min-1的升溫速率加熱至400-600℃，保溫4-10h后自然降溫；

10.根據(jù)權利要求7所述的一種nicu@rgo/mg(oh)2復合催化材料在液態(tài)有機氫載體催化加氫和脫氫方面的應用，其特征在于，步驟(3)中所述mg源為mgh2或mg，所述雙金屬nicu@rgo催化劑和mg源的質(zhì)量比為1：1-20；

技術總結(jié)
本發(fā)明涉及一種NiCu@rGO/Mg(OH)<subgt;2</subgt;復合催化材料在液態(tài)有機氫載體催化加氫和脫氫方面的應用，將氫化鎂基水解制氫材料的水解產(chǎn)物進行過濾，干燥，作為液態(tài)有機儲氫催化劑用在液態(tài)有機氫載體催化加氫和脫氫方面，實現(xiàn)了且資源回收再利用等優(yōu)點。

技術研發(fā)人員：武英,曾宏,劉博古,黃海翔
受保護的技術使用者：華北電力大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6