[发明专利]一种制氢用裂解剂、其制备方法及使用其制备氢气的方法

说明书

本发明公开了一种制氢用裂解剂及其制备方法，裂解剂采用二茂铁、铝、金属氯化物、钼、锰、钾、钙、锡、锌、镁等常见金属及合金作为核心组分，制备方便，成本低，放射性与普通土壤的放射性相当，绿色环保。本发明还公开了使用该裂解剂的制氢方法，能够将制氢过程中形成的氧化膜进行还原，通过粘合剂或介孔二氧化硅增大了接触面积，还能够使反应稳定可控，最终大大提高了产氢比例。本发明为锅炉掺氢节能环保改造和零碳燃烧技术的推广应用提供了解决方案，为碳中和走出了一条道路。

技术领域

本发明涉及制氢领域，特别涉及一种制氢用裂解剂、其制备方法及使用其制备氢气的方法。

背景技术

氢能作为终极能源,具有可再生、零排放、高热值、可储存、用途广等特点。作为战略性新兴产业，氢能产业链条较长，包括制氢、储氢、运氢、加氢、用氢等诸多环节, 各个环节都有自身的产品发展方向，且环环相扣，产业链上每个环节都大有可为。制氢路径多种多样，但不同路径由于原料价格不同制氢成本存在很大差异。在制氢技术路径中，金属与水反应生产氢气的化学过程是绿色制氢过程。但是，单一金属与水反应存在许多问题，某些单一金属虽然具有较高的反应活性，但由于反应过程中表面会形成氧化膜，阻碍金属与水的继续反应，所以在研究金属与水的反应中，主要把焦点放在如何除去表面的氧化物和抑制氧化膜的生成，从而缩短诱导反应的时间，加快反应，提高转化率。例如：在铝制氢项目中，目前国内外采用的方法主要有以下几种：a、在碱性环境下发生反应，b、在氧化物或盐存在的环境下促进反应的进行，c、改变金属的形态，增大表面积，比如把铝制成铝箱、铝粉、片状等，d、合金化；但是，按此方向的研究最多把金属：氢气的制氢比例做到极致(9:1)，即使做到极致，金属与水转换置换反应的产气比例依旧太低，产氢成本依旧较高，达不到商业化的条件。

发明内容

发明目的：本发明的目的是解决现有技术中存在的单一金属制氢过程中表面形成氧化膜、接触面积小及反应速度过快而无法控制的技术问题，提供了一种制氢用裂解剂、其制备方法及使用其制备氢气的方法。

技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的制氢用裂解剂，按质量百分数计，包括以下组分：二茂铁1％-10％，铝10％-30％，金属氯化物1％-15％，钼1％-10％，锰10％-20％，钾1％-15％，钙1％-15％，锡1％-15％，锌10％-20％，镁1％-10％，粘合剂或者介孔二氧化硅33.3％-50％。

进一步，所述金属氯化物为氯化钠、氯化钾、氯化钡中的一种或几种。

进一步，所述粘合剂为水玻璃、糯米浆、浆糊中的一种或几种。

本发明所述的制备所述制氢用裂解剂的方法，包括以下步骤：

SL1：将二茂铁、铝、金属氯化物、钼、锰、钾、钙、锡、锌、镁研磨成粉末状；

SL2：将步骤SL1得到的粉末状各组分添加到粘合剂或者介孔二氧化硅中，搅拌混合均匀；

SL3：将步骤SL2得到的混合物在4-8个大气压下模压成型为复合金属材料，然后对该复合金属材料在350-500℃下焙烧200-250min。

进一步，所述步骤SL1中，二茂铁、铝、金属氯化物、钼、锰、钾、钙、锡、锌、镁的粒径均为100-300目。

进一步，所述步骤SL3中的焙烧温度为400℃。在该温度下，制备得到的裂解剂具有较大的比表面积，催化裂解活性较好。

进一步，所述步骤SL3中的大气压为4-5个大气压、5-6个大气压、6-8个大气压中的任意一种。不同大气压下模压成型的复合金属材料形状不同。

进一步，所述步骤SL2中的介孔二氧化硅为纳米颗粒，其通过以下方法制得：以正硅酸乙酯为硅源、十六烷基三甲基溴化铵为模板剂、尿素为矿化剂合成得到。