Pt基催化劑的制備及其全氫化芴催化析氫性能的研究.pdf

1、氫能，是清潔、高效、安全、資源豐富的最理想的能源，可以通過一次能源，二次能源及可再生能源獲得。因此，氫能被看作是解決未來化石能源短缺的最理想的能源。而高效低能耗的制氫技術(shù)是實(shí)現(xiàn)未來氫能利用的重要前提條件之一。
　　Pt/γ-Al2O3是典型的脫氫催化劑，Pt價(jià)格昂貴，其催化劑Pt的使用量較大，造成催化劑的成本較高。通過摻雜第二金屬制備雙金屬催化劑可以減少Pt的使用量，降低催化劑的成本，摻雜的第二金屬可通過電子相互作用或直接參與成鍵

2、的反應(yīng)物或中間體來影響原來的金屬，大幅度抑制氫氣吸附在雙金屬顆粒的表面，提高催化劑的活性和穩(wěn)定性。貴金屬負(fù)載型催化劑中，載體起到很重要的作用，除了要求載體具有較大的比表面積外，載體的結(jié)構(gòu)特性也直接影響催化劑的性能。因此，載體的改性和優(yōu)選是制備脫氫催化劑的重要研究內(nèi)容。
　　本文開展了雙金屬Pt-M/γ-Al2O3(M=Sn，Ce和Cr)脫氫催化劑的研究工作，詳細(xì)考察了不同的第二組分及制備條件對催化劑的影響，測試了全氫化芴(PHF)

3、的析氫性能;選擇新型的金屬有機(jī)骨架配合物MIL-101為催化劑載體，制備了高分散的Pt/MIL-101催化劑，測試了其催化全氫化芴的析氫性能。研究的主要內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　1、Pt-M/γ-Al2O3(M=Sn，Ce和Cr)是通過等體積浸漬法將金屬離子負(fù)載到載體上，采用氫氣熱還原雙金屬脫氫催化劑，結(jié)果表明:制備的2.5wt.％Pt-0.5wt.％ Sn/γ-Al2O3、2.5wt.％ Pt-2.5wt.％ Ce/γ-Al2O3、

4、2.5wt.％ Pt-0.5wt.％Cr/γ-Al2O3都具有較高的催化活性，其催化析氫量分別為6.67wt.％，6.64wt.％，6.61wt.％，其轉(zhuǎn)化率都高于98％。同時(shí)，對上述三種催化劑做了在不同焙燒溫度下的研究。三種脫氫催化劑的PHF的脫氫轉(zhuǎn)化率都隨著焙燒溫度的升高，先增加后減少，且最優(yōu)的焙燒溫度都是500℃，其轉(zhuǎn)化率都在98％以上。
　　2、比較對不同摻雜金屬的催化劑，發(fā)現(xiàn)添加了Sn的催化劑較其他兩種催化劑具有較好的催

5、化活性?？傊苽涑龅倪@三種雙金屬催化劑都對單金屬催化劑Pt/γ-Al2O3進(jìn)行了很好的優(yōu)化，達(dá)到了預(yù)期的目的，既降低了成本又提高了脫氫轉(zhuǎn)化率。
　　3、通過對條件的探索，合成了結(jié)晶較好的MIL-101樣品?？疾炝艘訫IL-101為載體，采用過量浸漬法制備出了催化劑的前驅(qū)體，利用熱還原的方法制備出Pt/MIL-101。金屬Pt分散到MIL-101載體骨架中形成了2～3nm的Pt納米粒子;通過二次浸漬制備出的Pt/MIL-101的催

6、化性能比較好，該樣品金屬分散比較均勻和廣泛，根據(jù)EDS譜圖可得知，二次浸漬負(fù)載上的Pt金屬粒子明顯要多，該種現(xiàn)象可能是二次浸漬制備出的催化劑催化性能好的原因。對不同量的催化劑對PHF中的催化析氫性能進(jìn)行了研究:在加入0.05g催化劑時(shí)，催化效果是最好的，其脫氫量為6.25wt.％，催化轉(zhuǎn)化率為92.69％。對不同載體制備出的催化劑進(jìn)行了考察。Pt/MIL-101催化劑略優(yōu)于Pt/γ-Al2O3。Pt/γ-Al2O3的脫氫量為5.83wt