二氧化碳制备甲酸用催化剂及其制备工艺的制作方法

1.本发明是关于新能源原料制备技术领域，特别是关于一种二氧化碳制备甲酸用催化剂及其制备工艺。


背景技术：

2.在过去的几十年中，由于能源短缺和温室效应等环境问题，用于二氧化碳捕集、封存和利用的新型材料和新技术的开发受到了广泛的关注。通过燃料电池利用氢能是当前发电中碳基燃料的有前途的替代方法之一。实现氢经济的关键是开发可靠的氢存储系统，以安全的方式存储大量氢。作为氢能的液态储存形式，甲酸可以通过在高效催化剂存在下由二氧化碳加氢而生成，这构成了简单而有效的碳中和循环。
3.但是目前现有的催化剂，要么是催化效果不理想，要么是催化所需的条件要求比较高。
4.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种二氧化碳制备甲酸用催化剂及其制备工艺，其制得的催化剂可以在相对温和的条件下由原料二氧化碳制备出甲酸。
6.为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种二氧化碳制备甲酸用催化剂，包括载体以及附着于载体上的钯和钼，其中所述钯跟钼的质量比为5：(1-9)。
7.在本发明的一个或多个实施方式中，所述载体为氧化铝载体或活性炭。
8.在本发明的一个或多个实施方式中，所述钼与所述载体的质量比为(1-9)：1000。
9.本发明的实施例提供了一种二氧化碳制备甲酸用催化剂的制备工艺，包括以下步骤：将钯源和钼源加入至溶剂中，得到中间溶液；将载体浸润至中间溶液中，分离后得到前驱体；以及使所述前驱体在氢气的氛围中进行反应，即得到催化剂。
10.在本发明的一个或多个实施方式中，所述前驱体在氢气的氛围中进行反应之前，先对所述前驱体进行干燥处理。
11.在本发明的一个或多个实施方式中，所述干燥处理的条件为：在95-120℃的条件下，烘干2-3h。
12.在本发明的一个或多个实施方式中，所述前驱体在氢气的氛围中进行反应的具体步骤为：将前驱体放在氢气的氛围中，并在300-320℃的条件下，反应2-3h，即制得所述催化剂。
13.在本发明的一个或多个实施方式中，所述钼源为钼酸铵和钼酸中的至少一种。
14.在本发明的一个或多个实施方式中，所述钯钼源为氯化钯和硝酸钯中的至少一种。
15.在本发明的一个或多个实施方式中，所述溶剂为水以及酒精中的至少一种。
16.与现有技术相比，根据本发明实施方式的二氧化碳制备甲酸用催化剂及其制备工艺，将钼和钯附着于载体上，从而制得催化剂，该催化剂具有在比较温和的条件下高效的催化二氧化碳制备甲酸的反应的优点。
具体实施方式
17.下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
18.除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
19.根据本发明优选实施方式的二氧化碳制备甲酸用催化剂，包括载体以及附着于载体上的钯和钼，其中钯跟钼的质量比为5：(1-9)。
20.在一实施方式中，钼跟载体的质量比为：(1-9)：1000。载体可以为氧化铝载体或活性炭。(放成了一段，不要分这么多段)
21.根据本发明实施例中的催化剂，二氧化碳和氢气只需要在100℃、压强为6mpa的条件下就可反应生成甲酸。
22.本发明的实施例还提供了一种二氧化碳制备甲酸用催化剂的制备工艺，包括以下步骤：
23.将钯源和钼源加入至溶剂中，得到中间溶液。
24.其中，钯源可以为氯化钯或硝酸钯。钼源可以为钼酸铵或钼酸。溶剂可以为水，酒精中的至少一种。
25.将载体浸润至中间溶液中，分离后得到前驱体。
26.其中，上述过程可以采用等体积浸润法。
27.在前驱体在氢气的氛围中进行反应之前，可以先对前驱体进行干燥处理。干燥处理的条件可以为：在95-120℃的条件下，烘干2-3h。从而可以尽可能除去先驱体a中残留的溶剂。
28.前驱体在氢气的氛围中进行反应，即得到催化剂。
29.上述步骤具体可以为：将前驱体放在氢气的氛围中，并在300-320℃的条件下，反应2-3h，即制得催化剂。从而将前驱体中的钯源和钼源还原成钯和钼。
30.下面将结合具体的实施例对本发明的二氧化碳制备甲酸用催化剂及其制备工艺进行详细的描述。
31.实施例1，
32.称取1.083g硝酸钯和0.204g钼酸铵，并将其加入至100ml水中，充分溶解后得到中间溶液。
33.称取100g的氧化铝载体，并将其浸润至中间溶液内，然后分离得到前驱体。
34.将前驱体放入烘箱中，在100℃的条件下烘干2h，然后再将其放入至管式马弗炉中，通入氢气后，升温至300℃，反应3小时；即得催化剂。
35.实施例2，
36.称取1.083g硝酸钯和0.613g钼酸铵，并将其加入至100ml水中，充分溶解后得到中
间溶液。
37.称取100g的活性炭载体，并将其浸润至中间溶液内，然后分离得到前驱体。
38.将前驱体放入烘箱中，在95℃的条件下烘干3h，然后再将其放入至管式马弗炉中，通入氢气后，升温至310℃，反应2.5小时；即得催化剂。
39.实施例3，
40.称取1.083g硝酸钯和1.021g钼酸铵，并将其加入至100ml水中，充分溶解后得到中间溶液。
41.称取100g的氧化铝载体，并将其浸润至中间溶液内，然后分离得到前驱体。
42.将前驱体放入烘箱中，在120℃的条件下烘干2.5h，然后再将其放入至管式马弗炉中，通入氢气后，升温至320℃，反应3小时；即得催化剂。
43.实施例4，
44.称取1.083g硝酸钯和1.430g钼酸铵，并将其加入至100ml水中，充分溶解后得到中间溶液。
45.称取100g的氧化铝载体，并将其浸润至中间溶液内，然后分离得到前驱体。
46.将前驱体放入烘箱中，在100℃的条件下烘干2h，然后再将其放入至管式马弗炉中，通入氢气后，升温至300℃，反应2小时；即得催化剂。
47.实施例5，
48.称取1.083g硝酸钯和1.839g钼酸铵，并将其加入至100ml水中，充分溶解后得到中间溶液。
49.称取100g的氧化铝载体，并将其浸润至中间溶液内，然后分离得到前驱体。
50.将前驱体放入烘箱中，在100℃的条件下烘干2h，然后再将其放入至管式马弗炉中，通入氢气后，升温至300℃，反应2小时；即得催化剂。
51.实施例6，
52.称取0.833g氯化钯和0.506g钼酸，并将其加入至100ml水中，充分溶解后得到中间溶液。
53.称取100g的氧化铝载体，并将其浸润至中间溶液内，然后分离得到前驱体。
54.将前驱体放入烘箱中，在100℃的条件下烘干2h，然后再将其放入至管式马弗炉中，通入氢气后，升温至300℃，反应2小时；即得催化剂。
55.实施例7，
56.称取1.083g硝酸钯和0.613g钼酸铵，并将其加入至100ml乙醇中，充分溶解后得到中间溶液。
57.称取100g的氧化铝载体，并将其浸润至中间溶液内，然后分离得到前驱体。
58.将前驱体放入烘箱中，在100℃的条件下烘干2h，然后再将其放入至管式马弗炉中，通入氢气后，升温至300℃，反应2小时；即得催化剂。
59.实施例8，
60.称取1.083g硝酸钯和0.613g钼酸铵，并将其加入至50ml水以及50ml乙醇的混合溶液中，充分溶解后得到中间溶液。
61.称取100g的氧化铝载体，并将其浸润至中间溶液内，然后分离得到前驱体。
62.将前驱体放入烘箱中，在100℃的条件下烘干2h，然后再将其放入至管式马弗炉
中，通入氢气后，升温至300℃，反应2小时；即得催化剂。
63.对比例1，
64.与实施例1基本相同，唯一不同的就是钯和钼的质量比为5：0。
65.对比例2，
66.与实施例1基本相同，唯一不同的就是钯和钼的质量比为0:5。
67.然后将实施例1-8中的到催化剂与对比例1～2中的催化剂，进行如下的方式进行催化性能测试。
68.1.将30ml乙醇和10ml三乙醇胺和0.5g催化剂加入250ml反应釜中。
69.2.充入3mpa co2和3mpa h2，总压力6mpa。
70.3.升温到100摄氏度，剧烈搅拌1500rpm，同时不停的补充co2，保持总压力6mpa。
71.4.当co2进口流量计为0时，停止反应。记下反应完全时间
72.得到如下数据
[0073][0074]
从上表的中的实施例1～8的反应完全时间的数据，可以得知本发明的催化剂，可以在相对温和的条件下(温度为100℃，压强为6mpa)催化二氧化碳和氢气反应制得甲酸。
[0075]
从上表中的对比例1与对比例2的数据可以得知，单独的钼和单独的钯其催化时间过长，效率过低。
[0076]
综上所述，本发明的二氧化碳制备甲酸用催化剂的制备工艺制备出的催化剂，可以在相对温和的条件下催化二氧化碳制备甲酸的反应。
[0077]
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述
并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。