納米催化劑催化甲酸脫氫的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化學(xué)化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用負載型Ag-PcVC3N4納米催化劑催化甲酸脫氫的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著當(dāng)前能源危機及環(huán)境問題日益嚴(yán)重，尋找替代傳統(tǒng)化石能源的新能源迫在眉睫，氫能被認為是21世紀(jì)推進能源革命的新能源，其具有來源廣泛、清潔、能量密度大等優(yōu)點，尤其是當(dāng)前大規(guī)模制氫技術(shù)已發(fā)展為較為成熟，這為氫能廣泛應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。
[0003]氫氣通常為氣體，且密度較低，這就決定其存儲運輸較為困難，當(dāng)前，工業(yè)大規(guī)模使用的通常是高壓壓縮儲氫，這對儲氫材料的材質(zhì)有較高要求，儲氫量有限，且氫氣有泄漏的危險。因而，尋求新的高效儲氫方法是實現(xiàn)氫氣大規(guī)模使用的關(guān)鍵。
[0004]甲酸儲氫是近年來研究的熱點，其具有儲氫量大，運輸安全，使用方便等優(yōu)點。對于其大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵在于開發(fā)出高效的脫氫催化劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種負載型Ag-Pd/C3N4納米催化劑催化甲酸脫氫的方法，該負載型Ag-Pd/C3N4納米催化劑具有良好的催化活性和選擇性。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下。
[0007]將制備好的負載型Ag-Pd/C3N4置于反應(yīng)器中，將反應(yīng)器置于油浴中升至40?100°C，接著將摩爾比為1:1?5的甲酸鈉和甲酸混合液加入反應(yīng)器中進行反應(yīng)，得到產(chǎn)物氫氣。
[0008]所述負載型Ag-Pd/C3N4納米催化劑包括Ag、Pd、C 3N4，其中銀與鈀的摩爾比為1:0.01?20，銀與C3N4的摩爾比為1:0.1?10 ;所述銀來源于硝酸銀，鈀來源于氯化亞鈀。
[0009]所述負載型Ag-Pd/C3N4納米催化劑的制備包括如下步驟:
[0010](I)將一定摩爾量的銀鹽、鈀鹽和去離子水配置于容器中，充分攪拌后再將C3N4加到上述混合溶液中，使得其中銀與鈀的摩爾比為1:0.01?20，銀與C3N4的摩爾比為1:0.1 ?10 ;
[0011 ] (2)將上述混合溶液置于0°C的水浴中，用0.lmol/L?0.5mol/L的硼氫化鈉逐滴滴加，并攪拌一段時間；
[0012](3)將步驟⑵的溶液過濾后干燥，即得到負載型Ag-Pd/C3N4納米催化劑。
[0013]進一步的，所述負載型Ag-Pd/C3N4納米催化劑的制備步驟⑴中:銀與鈀的摩爾比優(yōu)選為1:0.1?10，銀與C3N4的摩爾比優(yōu)選為1:0.5?5。
[0014]進一步的，所述負載型Ag-Pd/C3N4納米催化劑的制備步驟(3)中的干燥在烘箱中進行，干燥溫度為60?150°C，干燥時間為12?24h。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0016]本發(fā)明采用浸漬還原法，催化劑制備使用AgNfVFP K 2PdCl4為前驅(qū)體，制備負載型Ag-Pd/C3N4納米催化劑，該催化劑具有較高的活性和選擇性。使用該催化劑進行甲酸脫氫反應(yīng)，其選擇性高達100%以上，催化活性為10h 1以上。
【具體實施方式】
[0017]下面通過實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。但是所述實例不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。
[0018]實施例1
[0019]制備催化劑過程
[0020]將0.02mmo1 AgNO3和 0.002mmo1 K 2PdCl4于溶于 10mT,蒸飽水，在 0°C冰浴中攬摔一段時間，再將0.0lmmol C3N4加入到上述溶液中，充分攪拌后，滴加0.lmol/L硼氫化鈉溶液還原lh，過濾60°C的干燥箱中干燥24h，催化劑記為Ag-Pda/0.5C3N4，密閉保存。
[0021]脫氫反應(yīng)過程
[0022]將50mg上述催化劑裝至反應(yīng)器中，再將反應(yīng)器置于油浴中控制反應(yīng)溫度為40°C，向其中滴加摩爾比為1:1的甲酸鈉和甲酸混合液2ml，收集反應(yīng)氣體，反應(yīng)后測得氫氣的選擇性為100%，活性為105h 1O
[0023]實施例2
[0024]制備催化劑過程
[0025]將0.02mmol AgNO3和0.2mmol K 2PdCl4于溶于1mL蒸飽水，在0°C冰浴中攬摔一段時間，再將0.1mmol C3N4加入到上述溶液中，充分攪拌后，滴加0.5mol/L硼氫化鈉溶液還原lh，過濾150°C的干燥箱中干燥12h，催化劑記為Ag-Pd1(]/5C3N4，密閉保存。
[0026]脫氫反應(yīng)過程
[0027]將50mg上述催化劑裝至反應(yīng)器中，再將反應(yīng)器置于油浴中控制反應(yīng)溫度為100°C，向其中滴加摩爾比為1:5的甲酸鈉和甲酸混合液2ml，收集反應(yīng)氣體，反應(yīng)后測得氫氣的選擇性為100%，活性為155h 1O
[0028]實施例3
[0029]制備催化劑過程
[0030]將0.02mmol AgNO3和0.2mmol K 2PdCl4于溶于1mL蒸飽水，在0°C冰浴中攬摔一段時間，再將0.1mmol C3N4加入到上述溶液中，充分攪拌后，滴加0.5mol/L硼氫化鈉溶液還原lh，過濾60°C的干燥箱中干燥24h，催化劑記為Ag-Pda/0.5C3N4，密閉保存。
[0031]脫氫反應(yīng)過程
[0032]將50mg上述催化劑裝至管式反應(yīng)器中，再將管式反應(yīng)器置于油浴中控制反應(yīng)溫度為60°C，向其中滴加摩爾比為1:1的甲酸鈉和甲酸混合液2ml，收集反應(yīng)氣體，反應(yīng)后測得氫氣的選擇性為100%，活性為125h 1O
[0033]實施例4
[0034]制備催化劑過程
[0035]將0.0BmmoI AgNO3和 0.3mmol K 2PdCl4于溶于 10mT,蒸飽水，在 0°C冰浴中攬摔一段時間，再將0.18mmol C3N4加入到上述溶液中，充分攪拌后，滴加0.4mol/L硼氫化鈉溶液還原lh，過濾90°C的干燥箱中干燥18h，催化劑記為Ag-Pd5/3C3N4，密閉保存。
[0036]脫氫反應(yīng)過程
[0037]將50mg上述催化劑裝至管式反應(yīng)器中，再將管式反應(yīng)器置于油浴中控制反應(yīng)溫度為80°C，向其中滴加摩爾比為1:3的甲酸鈉和甲酸混合液2ml，收集反應(yīng)氣體，反應(yīng)后測得氫氣的選擇性為100%，活性為135h 1O
[0038]實施例5
[0039]制備催化劑過程
[0040]將0.1mmol AgNOjP 0.4mmol K2PdCl4于溶于1mL蒸餾水，在0°C冰浴中攪拌一段時間，再將0.2mmol C3N4加入到上述溶液中，充分攪拌后，滴加0.3mol/L硼氫化鈉溶液還原Ih,過濾60°C的干燥箱中干燥24h，催化劑記為Ag-Pd4/2C3N4，密閉保存。
[0041 ] 脫氫反應(yīng)過程
[0042]將50mg上述催化劑裝至管式反應(yīng)器中，再將管式反應(yīng)器置于油浴中控制反應(yīng)溫度為70°C，向其中滴加摩爾比為1:2的甲酸鈉和甲酸混合液2ml，收集反應(yīng)氣體，反應(yīng)后測得氫氣的選擇性為100%，活性為130h 1O
[0043]實施例6
[0044]制備催化劑過程
[0045]將0.3mmol AgNOl^P 2.4mmol K2PdCl4于溶于 1mL 蒸飽水，在 0°C冰浴中攬摔一段時間，再將1.2mmol C3N4加入到上述溶液中，充分攪拌后，滴加0.5mol/L硼氫化鈉溶液還原Ih,過濾150°C的干燥箱中干燥12h，催化劑記為Ag-Pds/4C3N4，密閉保存。
[0046]脫氫反應(yīng)過程
[0047]將50mg上述催化劑裝至管式反應(yīng)器中，再將管式反應(yīng)器置于油浴中控制反應(yīng)溫度為60°C，向其中滴加摩爾比為1:2的甲酸鈉和甲酸混合液2ml，收集反應(yīng)氣體，反應(yīng)后測得氫氣的選擇性為100%，活性為140h 1O
[0048]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的【具體實施方式】僅限于此，對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單的推演和替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定專利的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種負載型Ag-PcVC3N4納米催化劑催化甲酸脫氫的方法，其特征在于，將制備好的負載型Ag-Pd/C3N4置于反應(yīng)器中，將反應(yīng)器置于油浴中升至40?100°C，接著將摩爾比為1:1?5的甲酸鈉和甲酸混合液加入反應(yīng)器中進行反應(yīng)，得到產(chǎn)物氫氣； 所述負載型Ag-Pd/C3N4納米催化劑包括Ag、Pd、C3N4，其中銀與鈀的摩爾比為1:0.01?20，銀與C3N4的摩爾比為1:0.1?10 ;所述銀來源于硝酸銀，鈀來源于氯化亞鈀； 所述負載型Ag-Pd/C3N4納米催化劑的制備包括如下步驟: (1)按照上述催化劑組分配比，將一定摩爾量的銀鹽、鈀鹽和去離子水配置于容器中，充分攪拌后再將C3N4加到上述混合溶液中； (2)將上述混合溶液置于0°C的水浴中，用0.lmol/L?0.5mol/L的硼氫化鈉逐滴滴加，并攪拌一段時間； (3)將步驟(2)的溶液過濾后干燥，即得到負載型Ag-Pd/C3N4納米催化劑。2.如權(quán)利要求1所述的負載型Ag-Pd/C3N4納米催化劑催化甲酸脫氫的方法，其特征在于，所述負載型Ag-Pd/C3N4納米催化劑的制備步驟⑴中:銀與鈀的摩爾比優(yōu)選為1:0.1?10，銀與C3N4的摩爾比優(yōu)選為1:0.5?5。3.如權(quán)利要求1所述的負載型Ag-Pd/C3N4納米催化劑催化甲酸脫氫的方法，其特征在于，所述負載型Ag-Pd/C3N4納米催化劑的制備步驟(3)中的干燥在烘箱中進行，干燥溫度為60?150°C，干燥時間為12?24h。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種負載型Ag-Pd/C3N4納米催化劑催化甲酸脫氫的方法，屬于化學(xué)化工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將制備好的負載型Ag-Pd/C3N4納米催化劑置于反應(yīng)器中，將反應(yīng)器置于油浴中升至一定溫度，接著將甲酸和甲酸鈉混合液加入反應(yīng)器中進行反應(yīng)，生成的氫氣采用排水法收集。所述負載型Ag-Pd/C3N4納米催化劑采用Ag、Pd按照一定摩爾比配成溶液，將載體C3N4加入上述溶液中，向混合液中添加還原劑，經(jīng)過濾、干燥后制得。與傳統(tǒng)的負載型催化劑不同的是：根據(jù)本發(fā)明，調(diào)節(jié)催化劑中金屬銀、鈀的含量及C3N4含量就可以制得用于甲酸脫氫制氫氣的高活性、高選擇性負載型Ag-Pd/C3N4納米催化劑。
【IPC分類】C01B3/22, B01J27/24
【公開號】CN105217568
【申請?zhí)枴緾N201510680510
【發(fā)明人】萬超, 許立信, 章健, 李 杰, 洪兵, 鄭明東, 崔平
【申請人】安徽工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年10月16日