高分散的钯催化剂及其制备方法与应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109647514A(43)申请公布日2019.04.19(21)申请号201910089486.3(22)申请日2019.01.30(71)申请人中国科学院长春应用化学研究所地址130022吉林省长春市朝阳区人民大街5625号(72)发明人邢巍于彦存王显孟庆磊刘长鹏葛俊杰(74)专利代理机构长春众邦菁华知识产权代理有限公司22214代理人王莹(51)Int.Cl.B01J31/06(2006.01)B01J37/16(2006.01)B01J37/18(2006.01)C01B3/22(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称高分散的钯催化剂及其制备方法与应用(57)摘要本发明涉及一种高分散的钯催化剂及其制备方法与应用，属于催化剂及其制备技术领域。解决了现有技术中甲酸分解制取氢气的催化剂的制备方法复杂及Pd活性组分粒径不均一、活性低、稳定性不好的技术问题。本发明的钯催化剂为表面负载有超支化聚合物—Pd纳米粒子复合物的多孔碳，超支化聚合物为双官能度的双烯酰胺和双官能度的二胺的聚合物，该钯催化剂的粒径为0.8-2.0nm，Pd纳米粒子的分散度>80％。本发明还提供该钯催化剂的制备方法。该钯催化剂分散性好、稳定性好，对甲酸室温下分解制取氢气表现出优异催化性能，催化甲酸分解速率高。该钯催化剂的制备方法简单。CN109647514ACN109647514A权利要求书1/1页1.高分散的钯催化剂，其特征在于，该催化剂为表面负载有超支化聚合物—Pd纳米粒子复合物的多孔碳，超支化聚合物为双官能度的双烯酰胺和双官能度的二胺的聚合物，该钯催化剂的粒径0.8-2.0nm，Pd纳米粒子分散度>80％。2.根据权利要求1所述的高分散的钯催化剂，其特征在于，所述高分散的钯催化剂中Pd的质量分数为1％-10％。3.权利要求1或2所述的高分散的钯催化剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：1)以双官能度的双烯酰胺和双官能度的二胺为原料，按照两者摩尔比为1:1，在甲醇或水中反应12-24h，得到含有超支化聚合物的溶液；2)按照超支化聚合物与钯的摩尔比为(5-40):1，将Pd(II)前驱体加入到步骤1)得到的含有超支化聚合物的溶液中，反应6-12h，得到复合溶液；3)将步骤2)的复合溶液加入到均匀分散有多孔碳的水中，搅拌6-12h后，经抽滤、水洗、干燥，得到固体；4)将步骤3)得到的固体置于300-500℃的氩氢混合气氛围中0.5-1h，得到高分散的钯催化剂。4.根据权利要求3所述高分散的钯催化剂的制备方法，其特征在于，所述双官能度的双烯酰胺为N,N-亚甲基双丙烯酰胺、六亚甲基双丙烯酰胺、乙撑双硬脂酰胺中的一种。5.根据权利要求3所述的高分散的钯催化剂的制备方法，其特征在于，所述双官能度的二胺为1-(2-吡啶基)哌嗪、N-氨乙基哌嗪、1,2-乙二胺、N-甲基乙二胺中的一种。6.根据权利要求3所述的高分散的钯催化剂的制备方法，其特征在于，所述Pd(II)前驱体为H2PdC4、Na2PdCl4、Pd(NO3)2中的一种。7.根据权利要求3所述高分散的钯催化剂的制备方法，其特征在于，所述Pd(II)前驱体加入到步骤1)得到的含有超支化聚合物的溶液中的方式为滴加。8.根据权利要求3所述的高分散的钯催化剂的制备方法，其特征在于，所述多孔碳为活性炭、VulcanXC-72、BP-2000中的一种。9.根据权利要求3所述的高分散的钯催化剂的制备方法，其特征在于，所述氢氩混合气中氢气体积含量1％-20％。10.权利要求1或2所述的高分散的钯催化剂作为甲酸分解制取氢气的催化剂的应用。2CN109647514A说明书1/4页高分散的钯催化剂及其制备方法与应用技术领域[0001]本发明属于催化剂及其制备技术领域，具体涉及一种高分散的钯催化剂及其制备方法与应用。背景技术[0002]氢能作为一种能量密度高的清洁能源已经被广泛的认可。氢能的制备与利用成为人们所关注的热点。甲酸是来源广泛的工业副产物，价格低廉安全低毒，在常温下是液体易于存储和运输，并且甲酸含氢量相对较高，为4.4wt％。现阶段，关于甲酸分解制备氢气的研究尚在起始阶段。在甲酸分解制备氢气反应中，催化剂极为关键，它不仅决定分解反应的速度、选择性，其催化活性也是甲酸分解转化频率的重要指标。[0003]目前在甲酸分解制氢方面的研究主要集中在开发低温下工作的高活性、高选择性和高稳定性的催化剂。甲酸分解的催化剂有非均相催化剂和均相催化剂。相对于均相制氢催化剂，非均相催化剂的制备和应用较为方便，且回收也较为容易，因此开发甲酸分解制氢的异相催化剂将使甲酸分解制氢工艺更具应用潜力。[0004]近年来，研究人员围绕甲酸分解制氢非均项相催化剂展开广泛研究