一种液态储氢组合物及其制备方法与流程

本发明属于储氢，尤其是涉及一种液态储氢组合物以及制备方法。

背景技术：

1、目前储氢技术主要分为物理法和化学法两种，物理法大多采用高压或低温技术，这种方法具有储氢量低，能耗大，且在运输过程存在安全隐患等缺点。因此化学储氢越来越被人关注，尤其是液体有机储氢，该技术具有储氢量大，运输安全等优点。

2、液体有机储氢物质大多使用芳烃和杂环芳烃，例如日本千代田使用苯和甲苯作为液体有机储氢物质，德国hydrogenious使用二苄基甲苯和苄基甲苯作为液体储氢物质。但芳烃作为液体储氢物质,不仅需要较高的加脱氢温度，且需要使用贵金属作为加脱氢催化剂。相对于芳烃物质，杂环不饱和物质在加脱氢过程中条件较温和，加脱氢过程温度较低，且在加脱氢过程使用廉价易得的催化剂。但杂环芳烃大多具有熔点高等缺点，对应用有较大的限制。对于杂环芳烃熔点高这一缺点，研究者大多利用溶剂法进行固态储氢物质转变成液态储氢物质，该方法降低了同一质量下储氢组分的储氢量。或者通过物质本身加氢的氢化物和物质本身混合，但这种在脱氢循环过程中依然会变成固体，导致应用困难。

3、因此，对于目前所面临的问题，有必要发明一种不降低或者减少降低物质本身储氢量，又可以在脱氢过程中可以保持液体状态的储氢物质。本发明利用稠环芳烃氢化物和杂环不饱和化合物组成一种液态储氢物质，稠环芳烃氢化物不仅可以弥补溶剂法带来的储氢量下降的缺点，还可以弥补杂环芳烃熔点高的缺点。

技术实现思路

1、本发明目的是为了提供一种液体有机储氢组分，用以弥补同一质量储氢组分在加氢过程中储氢量降低以及在脱氢过程中熔点高的问题，并提供上述液体有机储氢物质的制备方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种液态储氢组合物，包括：一种以上的稠环芳烃氢化物和一种以上的杂环不饱和化合物。

3、进一步的，稠环芳烃氢化物为多氢菲、多氢萘、多氢蒽或多氢芘。

4、进一步的，稠环芳烃氢化物为二氢菲、四氢菲、八氢菲、十四氢菲、四氢萘、十氢萘、二氢蒽、四氢蒽、八氢蒽、十四氢蒽、二氢芘、四氢芘、六氢芘、十氢芘或十六氢芘。

5、进一步的，杂环不饱和化合物为吲哚、喹啉、呋喃、苯并呋喃、噻吩、吡咯、吡啶、吡嗪、多氢咔唑衍生物，或多氢吲哚衍生物。

6、进一步的，多氢咔唑衍生物为m-甲基咔唑、m-甲基四氢咔唑、m-甲基八氢咔唑、m-甲基十二氢咔唑、n-乙基咔唑、n-乙基四氢咔唑、n-乙基八氢咔唑、n-乙基十二氢咔唑、y-正丙基咔唑、y-正丙基四氢咔唑、y-正丙基八氢咔唑、y-正丙基十二氢咔唑、z-异丙基咔唑、z-异丙基四氢咔唑、z-异丙基八氢咔唑、z-异丙基十二氢咔唑、r-苯环咔唑；多氢吲哚衍生物为n-甲基吲哚、n-乙基吲哚、n-丙基吲哚；其中m＝1、2、3、4、9，n＝1、2、3、4、9，y＝1、2、3、4、9，z＝1、2、3、4、9，r＝1、2、3、4、9。

7、进一步的，稠环芳烃氢化物占液态储氢组合物总质量的20％～90％。

8、一种上述液态储氢组合物的制备方法，包括以下步骤：常温常压下将一种以上的稠环芳烃氢化物和一种以上的杂环不饱和化合物混合，将混合溶液在温度30-120℃，转速100-600rpm条件下反应20-120min，停止反应冷却至室温即得液态储氢物质。

9、进一步地，稠环芳烃氢化物由稠环芳烃加氢得到，稠环芳烃氢化物的制备方法步骤：在微型反应釜中加入催化剂和稠环芳烃，升温，升压，搅拌反应，待稠环芳烃加氢变成稠环氢化物，停反应。

10、进一步地，稠环芳烃加氢催化剂为钌系催化剂，稠环芳烃加氢温度180-300℃，稠环芳烃加氢压力3-10mpa，稠环芳烃加氢搅拌200-500rpm。

11、本发明提供了一种液态储氢体系，该体系包括稠环芳烃氢化物和杂环不饱和有机化合物，稠环氢化物包括萘、蒽、菲、芘氢化物，所述的杂环不饱和有机物是m-甲基咔唑(m＝1,2,3,4,9)、m-甲基四氢咔唑、m-甲基八氢咔唑、m-甲基十二氢咔唑、n-乙基咔唑(n＝1,2,3,4,9)、n-乙基四氢咔唑、n-乙基八氢咔唑、n-乙基十二氢咔唑、y-正丙基咔唑(y＝1,2,3,4,9)、y-正丙基四氢咔唑、y-正丙基八氢咔唑、y-正丙基十二氢咔唑、z-异丙基咔唑(z＝1,2,3,4,9)、z-异丙基四氢咔唑、z-异丙基八氢咔唑、z-异丙基十二氢咔唑、r-苯环咔唑(r＝1,2,3,4,9)、吲哚、n-甲基吲哚、n-乙基吲哚、n-丙基吲哚、喹啉、呋喃、苯并呋喃、噻吩、吡咯、吡啶、吡嗪一种或一种以上。

12、本发明液态储氢组合物至少由一种或一种以上稠环氢化物和一种或一种以上杂环不饱和有机化合物组成。稠环芳烃氢化物占储氢物质的质量分数为20％-90％。本发明不仅可以降低杂环不饱和有机化合物的熔点(0℃以下)，也可以很好的弥补溶剂带来的储氢量降低的缺点，在脱氢前后均呈现液态。该液态有机储氢物质储氢量高(可达质量比例6.6％)，原料易得，储存和运输更加安全方便，能耗少，具有普遍适应性。

技术特征：

1.一种液态储氢组合物，其特征在于包括：一种以上的稠环芳烃氢化物和一种以上的杂环不饱和化合物。

2.根据权利要求1所述的液态储氢组合物，其特征在于：所述稠环芳烃氢化物为多氢菲、多氢萘、多氢蒽或多氢芘。

3.根据权利要求1所述的液态储氢组合物，其特征在于：所述稠环芳烃氢化物为二氢菲、四氢菲、八氢菲、十四氢菲、四氢萘、十氢萘、二氢蒽、四氢蒽、八氢蒽、十四氢蒽、二氢芘、四氢芘、六氢芘、十氢芘或十六氢芘。

4.根据权利要求1所述的液态储氢组合物，其特征在于：所述杂环不饱和化合物为吲哚、喹啉、呋喃、苯并呋喃、噻吩、吡咯、吡啶、吡嗪、多氢咔唑衍生物，或多氢吲哚衍生物。

5.根据权利要求4所述的液态储氢组合物，其特征在于：所述多氢咔唑衍生物为m-甲基咔唑、m-甲基四氢咔唑、m-甲基八氢咔唑、m-甲基十二氢咔唑、n-乙基咔唑、n-乙基四氢咔唑、n-乙基八氢咔唑、n-乙基十二氢咔唑、y-正丙基咔唑、y-正丙基四氢咔唑、y-正丙基八氢咔唑、y-正丙基十二氢咔唑、z-异丙基咔唑、z-异丙基四氢咔唑、z-异丙基八氢咔唑、z-异丙基十二氢咔唑、r-苯环咔唑；多氢吲哚衍生物为n-甲基吲哚、n-乙基吲哚、n-丙基吲哚；其中m＝1、2、3、4、9，n＝1、2、3、4、9，y＝1、2、3、4、9，z＝1、2、3、4、9，r＝1、2、3、4、9。

6.根据权利要求1所述的液态储氢组合物，其特征在于：所述稠环芳烃氢化物占液态储氢组合物总质量的20％～90％。

7.一种根据权利要求1至6任一所述液态储氢组合物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：常温常压下将一种以上的稠环芳烃氢化物和一种以上的杂环不饱和化合物混合，将混合溶液在温度30-120℃，转速100-600rpm条件下反应20-120min，停止反应冷却至室温即得液态储氢组合物。

技术总结本发明公开了一种液态储氢组合物以及制备方法，液态储氢组合物包括：一种以上的稠环芳烃氢化物和一种以上的杂环不饱和化合物。本发明液态储氢组合物至少由一种或一种以上稠环氢化物和一种或一种以上杂环不饱和有机化合物组成。稠环芳烃氢化物占储氢物质的质量分数为20％‑90％。本发明不仅可以降低杂环不饱和有机化合物的熔点，也可以很好的弥补溶剂带来的储氢量降低的缺点，在脱氢前后均呈现液态。该液态有机储氢物质储氢量高，原料易得，储存和运输更加安全方便，能耗少，具有普遍适应性。技术研发人员：肖勇,刘开,栗娟娟,程寒松受保护的技术使用者：武汉氢阳能源有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2