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一种双金属催化剂在十二氢-N-乙基咔唑脱氢中的应用
发布时间: 2026-11-02
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
新材料产业
成果介绍
本发明公开了一种双金属催化剂在十二氢‑N‑乙基咔唑脱氢中的应用，属于氢能储运技术领域，所述双金属催化剂为磁性PdCo双金属催化剂，包含无定形硅氧骨架与NCNT交织的复合载体，以及负载于复合载体上的双金属纳米颗粒，应用步骤包括：将所述磁性PdCo双金属催化剂与反应底物十二氢‑N‑乙基咔唑加入反应器中；将反应器置于加热装置中进行恒温脱氢反应，本发明利用原位生长的网络结构降低传质阻抗，通过Pd与Co的界面电子转移削弱产物吸附，结合载体缺陷位点的锚定作用抑制金属颗粒烧结，提升了脱氢速率和循环稳定性；反应完成后，可利用催化剂的超顺磁性通过外加磁场实现分离回收。
成果亮点
1、本发明利用MCM-41作为模板引导氮掺杂碳纳米管原位生长，构筑了无定形硅氧骨架与碳纳米管交织的复合载体。特定的限域孔道阻碍了碳材料在高温下的团聚。交织形成的网络结构提供了连续的电荷转移通道，提高了双金属纳米颗粒的分散度，降低了十二氢-N-乙基咔唑脱氢反应中的传质阻抗。
2、本发明构建了PdCo双金属催化体系，利用钯与钴元素间的电负性差异形成界面电子转移。呈现缺电子状态的钯原子调节了表面费米能级，削弱了脱氢产物在金属表面的化学吸附能，加快了产物脱附步骤。结合载体内部氮原子形成的配位活性位点对金属纳米颗粒的锚定作用，抑制了催化活性中心在反应过程中的烧结，提升了催化脱氢反应的速率和循环稳定性。
3、本发明的双金属催化剂中保留了金属钴物种，使催化材料整体具备顺磁性。在十二氢-N-乙基咔唑恒温脱氢反应完成后，施加外加磁场能够使悬浮在液相底物中的催化剂快速聚合并从混合液中分离。磁场分离方式规避了常规微粉催化剂过滤困难的物理瓶颈，减少了催化剂的物料损耗，简化了回收操作流程。
团队介绍
本项目研发团队来自黑龙江省科学院石油化学研究院，由吴绵园、王新、白雪峰、谭晓宇、吕宏飞、李猛、徐虹、李淑辉组成，团队依托院内工业催化研究平台，长期深耕催化新材料、有机液态储氢材料脱氢反应、贵金属及双金属催化剂设计与性能调控方向，面向液态有机氢载体高效脱氢这一氢能储运关键技术难题开展攻关。团队围绕十二氢 - N - 乙基咔唑脱氢体系，开发适配该反应的双金属催化剂，优化催化剂组成、制备工艺与反应条件，提升脱氢转化率、反应活性与稳定性，解决液态储氢材料脱氢效率偏低的技术痛点。研究成果可为液态有机储氢技术工程化应用提供催化剂方案，助力氢能安全储运技术发展，推动催化新材料在氢能领域的技术转化与落地应用。
成果资料
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