DEB消氫劑的吸氫性能

張廣豐，楊維才，羅文華，呂俊波

中國工程物理研究院，四川 綿陽 621900

在貯存和轉運過程中，核廢料所處密閉體系中的氫含量可能隨時間不斷增加，因此需要對體系中的氫含量進行有效控制。利用有機吸氫劑炔屬類碳-碳三鍵的貴金屬催化加氫作用(多相催化)，很可能是去除或減少密閉環境中氫的一種好途徑[1-2]。

早期的有機吸氫劑，例如1,4-二苯基丁二炔(1,4-diphenyl butadiyne，簡稱DPB)和二聚苯基炔丙基醚(dimerized phenyl propargyl ether,簡稱DPPE)，由于它們的熔點較低(分別是87 ℃和80 ℃)，應用范圍受到限制[3-5]。20世紀90年代有人[6]曾測試了許多潛在的吸氫化合物，發現1,4-雙(苯基乙炔基)苯(1,4-bis(phenylethynyl)benzene,簡稱DEB)性能最好。DEB的化學結構式示于圖1。由圖1可知，每個DEB分子中含有2個炔鍵，炔鍵在貴金屬催化劑(例如Pd)的作用下能夠與氫發生加成反應，因此1 mol DEB能夠和4 mol氫氣反應。DEB的熔點為179 ℃，全部氫化的產物熔點降至87 ℃。DEB吸氫劑的標準組成是w(DEB)=75％和w(貴金屬碳催化劑)=25％(w(Pd)=5％)的混合物。DEB與氫的反應特點是快速、放熱和不可逆[1,6-7]。國內在DEB-Pd/C消氫劑的制備和表征、測試方面開展的工作相對較少。基于DEB-Pd/C吸氫劑良好的吸氫效果，本工作擬以DEB和Pd/C催化劑為原料，按照DEB吸氫劑的標準組成來制備DEB-Pd/C消氫劑，并對其消氫、控氫性能以及吸氫前后DEB的性能變化進行測試和表征。

圖1 DEB化學結構式

1 實驗部分

1.1 試樣和樣品制備

DEB，純度為99％，日本和光WAKO生產；Pd/C催化劑，活性碳上w(Pd)=5％，粒徑為0.074 mm，西安凱立化工有限公司生產。首先將含水的Pd/C催化劑烘干，按照DEB-Pd/C的配比，將DEB與Pd/C催化劑混合，置于研缽中在Ar氣保護下進行研磨。研磨時間為5 h，得到DEB-Pd/C消氫劑。……