[發(fā)明專利]一種釩基氨合成與氨分解催化劑及應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611033696.3
• 申請(qǐng)日: 2016-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN108080014A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳萍;郭建平;王培坤;常菲;高文波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): B01J27/24
• 分類號(hào): B01J27/24;C01B3/04;C01C1/04
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種用于氨合成及氨分解的釩基催化劑，其特征在于：所述催化劑包括主體和添加劑，主體是金屬釩、氮化釩或其金屬釩合金中的一種或二種以上，添加劑包括主族元素的含氮化合物或/和含氫化合物中的一種或二種以上；

所述催化劑主體與添加劑的質(zhì)量比為的范圍為1000:1至1:500。

2.如權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于：

所述的主族元素的含氮或/和含氫化合物的分子式為：MxNyHm(3y-nx)，其中M為ⅠA、IIA、ⅢA族元素，如Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Al、Ga、In中的一種或二種以上，n(可為1,2或3)為M的化學(xué)價(jià)態(tài)，m可為1，-1)為H的化學(xué)價(jià)態(tài)，當(dāng)m＝1時(shí)，分子式為MxNyH3y-nx，x＝1～3，y＝1～3；當(dāng)m＝-1時(shí)，分子式為MxNyHnx-3y，x＝1～4，y＝0～1。

3.如權(quán)利要求1或2所述的催化劑，其特征在于：所述的主族元素為Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Al、Ga、In中的一種或二種以上的混合物。

4.如權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于：主體和添加劑構(gòu)成的催化劑負(fù)載于載體上，所述的載體為Li2O、MgO、CaO、SrO、BaO、Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2、La2O3、CeO2、Pr6O11、BN、Si3N4、Mg3N2、Ca3N2、AlN、分子篩、碳材料、金屬有機(jī)骨架材料(MOFs)中的一種或二種以上的組合；催化劑與載體的質(zhì)量比可從1000:1至1:500；優(yōu)化后可從200:1至1:100。

5.如權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于：所述的氮化釩為VN、V2N、VN0.2、VN0.35、VN0.45、VN0.81等氮化物中的一種或二種以上的組合。

6.如權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于：所述的金屬釩合金為：IVB、ⅤB、ⅥB、ⅦB或ⅧB族元素，如Ti、Zr、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt中的一種或二種以上的與V組合成的二元或三元以上的金屬合金，或IVB、ⅤB、ⅥB、ⅦB或ⅧB族元素，如Ti、Zr、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt中的一種或二種以上的與V及C和/或N之間形成的二元或三元以上的合金。

7.如權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于：所述催化劑主體與添加劑的質(zhì)量比的較優(yōu)范圍為200:1至1:100。

8.一種權(quán)利要求1所述催化劑的應(yīng)用，其特征在于：

所述催化劑用于氨合成時(shí)的操作條件：樣品在氮?dú)浠旌蠚?N2：H2體積比從10:1到1:10)中升溫至100-500℃，總壓力為1-30atm，反應(yīng)氣流速為1.8-2.4L/h，用常規(guī)電導(dǎo)率方法檢測(cè)氨氣的生成速率；

所述催化劑用于氨分解時(shí)的操作條件：樣品在反應(yīng)氣氛(1-100％NH3，Ar氣作為平衡氣)中升至200-700℃，產(chǎn)物組成采用氣相色譜進(jìn)行在線分析。