本发明属于化学储氢，具体涉及一种以氧化铝为载体的pt基催化剂及其制备方法与应用。
背景技术：
1、化石能源的日益枯竭及其开发利用带来的环境问题，迫使人们开发出绿色环保的可再生能源。氢能源作为一种理想燃料，日益受到重视。然而，气态氢体积大，不易储运，容易泄漏且存在爆炸的危险，需要开发高效储氢技术。甲基环己烷-甲苯体系因其成本低、毒性相对较低、安全性好，具有长距离储存和运输氢气的潜力。
2、甲基环己烷(mch)脱氢反应具有吸热性质，传统的热反应器通常通过传导和对流机制从管式炉的壁面和腔体向催化剂传递热量，但这会导致能量损失。相比之下，采用微波能加热反应器可以在短时间内形成微等离子体，提高催化剂的活性，从而提高能源利用效率，具有更多优势(science advances，2023，9，eadi8219)。目前，液态有机氢化物微波反应器脱氢的研究比较有限。将降低催化剂温度死区的微波反应器与pt基催化剂相结合将有望进一步提高mch脱氢效率。
3、公开号为cn103951540a的专利文献公开了一种整体型纳米碳复合催化剂的微波加热应用方法，在反应釜中pd浸渍碳基吸波介质进行十氢萘、全氢化芴等有机储氢液体脱氢反应。在微波1000w加热300min，十氢萘和全氢化芴的转化率分别仅为13.8％和2.3％。
4、公开号为cn116060072a的专利文献公开了一种微波脱氢催化剂及其制备方法，通过加入含pt吸波介质碳化硅陶瓷粉末3d打印了pt-sic催化剂，在乙烷脱氢反应中微波加热500℃下实现了73％的乙烷转化率，85％的乙烯选择性。然而打印温度为1450℃严重影响了0.3wt％pt基催化剂的使用寿命。
5、综上所述，微波脱氢催化剂目前主要存在以下问题：微波加热功率高，脱氢催化剂与吸波载体匹配性差，稳定性差等。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种以氧化铝为载体的pt基催化剂及其制备方法与应用，该制备方法操作简单、加热耗时短，制得的pt基催化剂用于微波辅助甲基环己烷(mch)进行催化脱氢时具有较高的甲基环己烷转化率、氢气选择性和抗失活能力。
2、一种以氧化铝为载体的pt基催化剂的制备方法，包括以下步骤：
3、(1)利用硫酸水溶液和偏铝酸钠水溶液进行ph摆动3次，对摆动后的悬浮液依次进行过滤、洗涤、干燥和焙烧，得γ-al2o3载体；
4、(2)以氯铂酸水溶液为浸渍液，在超声作用下将pt负载到γ-al2o3载体上，后经干燥、焙烧得所述pt/al2o3催化剂；
5、(3)以kno3水溶液为浸渍液，在超声作用下将k负载到pt/al2o3催化剂上，后经干燥得所述以氧化铝为载体的pt基催化剂。
6、上述步骤(1)中：
7、作为优选，ph摆动过程中，酸性区域的ph为2～5，碱性区域的ph为7～11。作为进一步优选，ph摆动过程中，酸性区域的ph为2～3，碱性区域的ph为9～10。作为更进一步优选，ph摆动过程中，酸性区域的ph为2，碱性区域的ph为10。
8、作为优选，干燥温度为70～90℃，干燥时间为2～4h。进一步优选为，干燥温度为80℃，干燥时间为3h。
9、作为优选，焙烧温度为400～800℃，焙烧时间为3～5h。作为进一步优选，焙烧温度为400～600℃，焙烧时间为3～4h。作为更进一步优选，焙烧温度为500℃，焙烧时间为3h。
10、上述步骤(2)中：
11、作为优选，干燥温度为70～90℃，干燥时间为2～4h；作为进一步优选，干燥温度为80℃，干燥时间为3h。
12、作为优选，焙烧温度为300～500℃，焙烧时间为1～5h。作为进一步优选，焙烧温度为350～450℃，焙烧时间为2～4h。作为更进一步优选，焙烧温度为400℃，焙烧时间为3h。
13、作为优选，焙烧氛围为氢气、空气、氮气中的一种。进一步优选为氢气。
14、作为优选，采用等体积浸渍法负载pt，等体积浸渍时超声时间为5～30min。进一步优选为8～15min。更进一步优选为10min。
15、作为优选，pt/al2o3催化剂中，pt的负载量为0.5～5wt％。进一步优选为0.5～2wt％。更进一步优选为0.6wt％。
16、上述步骤(3)中：
17、作为优选，以氧化铝为载体的pt基催化剂中，k的负载量为0.01～2wt％。进一步优选为0.05～1wt％。更进一步优选为0.1～0.5wt％。
18、作为优选，采用等体积浸渍法负载k，等体积浸渍时超声时间为5～30min。进一步优选为8～15min。更进一步优选为10min。
19、作为优选，干燥温度为70～90℃，干燥时间为2～4h；作为进一步优选，干燥温度为80℃，干燥时间为3h。
20、作为具体优选，一种以氧化铝为载体的pt基催化剂的制备方法，包括以下步骤：
21、将硫酸水溶液加入到去离子水中充分混合，得到酸性溶液；向其中加入偏铝酸钠水溶液混合均匀，完成第一次ph摆动；催化过程通过3次ph摆动，将摆动后的悬浮液进行过滤和洗涤，得到γ-al2o3前驱体；将γ-al2o3前驱体进行干燥和焙烧，得到γ-al2o3载体；
22、在超声的作用下通过等体积浸渍法将氯铂酸浸渍液(氯铂酸水溶液)负载到γ-al2o3载体上，得到pt/al2o3前驱体；将pt/al2o3前驱体干燥，焙烧得到pt/al2o3催化剂；
23、将kno3溶于去离子水中制备浸渍液，利用等体积浸渍法，在超声的作用下将k负载到pt/al2o3催化剂上，得到ptk/al2o3催化剂前驱体；将ptk/al2o3前驱体干燥得到ptk/al2o3催化剂。
24、一种以氧化铝为载体的pt基催化剂，包括利用上述任一项所述的以氧化铝为载体的pt基催化剂的制备方法制备得到。
25、一种微波辅助甲基环己烷脱氢的方法，包括以下步骤：
26、(1)将上述以氧化铝为载体的pt基催化剂与吸波介质混合后作为床层填料填装进微波固定床反应管中；
27、(2)甲基环己烷经气化后通入上述微波固定床反应管中，在微波辅助加热及诱导、氢气伴随条件下进行高温催化反应，反应产物及原料经冷凝、分离得液相产物和气相产物。
28、作为优选，吸波介质(y)为碳化硅、活性炭、金属合金中的一种或多种。
29、作为进一步优选，吸波介质为碳化硅或活性炭。
30、其中，碳化硅的颗粒尺寸为10～200目。优选为16～100目。进一步优选为80～100目。
31、活性炭的颗粒尺寸为10～200目。优选为16～100目。进一步优选为80～100目。
32、作为更进一步优选，吸波介质为碳化硅。
33、作为优选，以氧化铝为载体的pt基催化剂与吸波介质的质量比为(1～5)：1。进一步优选为(1～3)：1。
34、作为具体优选，床层填料中，以氧化铝为载体的pt基催化剂的质量为200mg。
35、作为优选，甲基环己烷经液体泵泵入气化炉中进行气化，液体泵泵入流量为0.01～0.5ml/min。进一步优选为0.05～0.2ml/min。更进一步优选为0.05～0.1ml/min。
36、其中，气化炉气化温度为100～200℃。优选为150℃
37、作为优选，微波辅助加热及诱导功率为100～1200w。进一步优选为300～1200w。更进一步优选为300～500w。
38、作为优选，氢气伴随流量为0.1～20ml/min。进一步优选为5～10ml/min。
39、作为优选，催化反应的反应温度为300～400℃。进一步优选为350℃。
40、作为优选，反应产物及原料通过气液分离罐冷凝、分离，其中冷凝温度为2～6℃。进一步优选为冷凝温度为4℃。
41、与现有技术相比，本发明的有益效果为：
42、本发明的以氧化铝为载体的pt基催化剂的制备方法，利用ph摆动一步法制备γ-al2o3，后通过等体积浸渍法制备得到ptk/al2o3催化剂(以氧化铝为载体的pt基催化剂)，将制得的以氧化铝为载体的pt基催化剂与吸波介质混合得到床层填料ptk/al2o3&y，可以有效吸收微波，显著强化传热，具有加热速度快、选择性加热和加热效率高的特点；将该床层填料用于微波辅助催化甲基环己烷脱氢过程中，具有较高的转化率和稳定性，同时产物中氢气纯度高，甲烷选择性低。吸波介质与pt基催化剂的耦合提高了甲基环己烷的脱氢转化率。在催化甲基环己烷脱氢过程中，小颗粒吸波介质和较低速率的甲基环己烷进料下可增加催化甲基环己烷脱氢的稳定性。
1.一种以氧化铝为载体的pt基催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的以氧化铝为载体的pt基催化剂的制备方法，其特征在于，ph摆动过程中，酸性区域的ph为2～5，碱性区域的ph为7～11。
3.根据权利要求1所述的以氧化铝为载体的pt基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，焙烧温度为400～800℃，焙烧时间为3～5h。
4.根据权利要求1所述的以氧化铝为载体的pt基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，焙烧温度为300～500℃，焙烧时间为1～5h；
5.根据权利要求1所述的以氧化铝为载体的pt基催化剂的制备方法，其特征在于，pt/al2o3催化剂中，pt的负载量为0.5～5wt％。
6.根据权利要求1所述的以氧化铝为载体的pt基催化剂的制备方法，其特征在于，以氧化铝为载体的pt基催化剂中，k的负载量为0.01～2wt％。
7.根据权利要求1所述的以氧化铝为载体的pt基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)和(3)中分别采用等体积浸渍法负载pt和k，等体积浸渍时超声时间为5～30min。
8.一种以氧化铝为载体的pt基催化剂，其特征在于，包括利用权利要求1～7中任一项所述的以氧化铝为载体的pt基催化剂的制备方法制备得到。
9.一种微波辅助甲基环己烷脱氢的方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的微波辅助甲基环己烷脱氢的方法，其特征在于，以氧化铝为载体的pt基催化剂与吸波介质的质量比为(1～5)：1；
