[發明專利]一種催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910532849.6
• 申請日: 2019-06-19
• 公開（公告）號: CN110270341B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 江莉龍;倪軍;陳崇啟;羅宇
• 申請（專利權）人: 福州大學;北京三聚環保新材料股份有限公司
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;B01J23/63;B01J23/89;B01D53/86;B01D53/58
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 李亞南

本發明提供了一種催化劑及其制備方法和應用，該催化劑包括，活性組分、載體和助劑；所述活性組分為鎳、釕中的一種或兩種，所述載體為鈦酸鉀，所述助劑為稀土氧化物，該催化劑采用鈦酸鉀作為載體，鉀離子高度分散于二氧化鈦的結構中，有利于大幅提高其作為助催化劑的性能，同時鈦酸鉀的比表面積較大，有利于活性組分的分散，從而使該催化劑具有較高的低溫催化活性和較好的氨分解催化效果。

技術領域

本發明涉及氨分解技術領域，具體涉及一種催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

氨分解催化劑主要應用于環境保護領域以及氫氣和氮氣的制備領域。在環境保護領域，通過將工廠的含氨廢氣在氨分解催化劑作用下進行分解，使其中的氨氣分解為無毒的氫氣和氮氣后加以回收利用以達到減輕污染的目的。而在制氫領域，氨由于具有易于液化、不可燃、在低濃度下無毒害、儲氫密度高、生產儲運技術成熟，制氫過程中無碳排放等優點，使其成為一種高效、清潔和安全的儲氫載體，可在氨分解催化劑的作用下用于氫的制備。氨分解反應主要采用以釕、鉑為代表的貴金屬催化劑和以鐵、鎳為代表的非貴金屬催化劑。

中國專利文獻CN1506299A公開了一種鎳基氨分解制氫氮混合氣催化劑，其主要活性成分為Ni；載體為SiO₂或Al₂O₃；助劑為ⅠA、ⅡA、ⅢB、Ⅷ或稀土元素中的一種或幾種；其中鎳重量百分含量為1-40％。采用該催化劑可以進行氨氣的分解，但其采用SiO₂或Al₂O₃作為載體負載鎳，然后再引入助劑改善其催化性能，其助劑在載體表面不能達到高度分散，易形成較大的顆粒，從而影響其作用的發揮，因此，雖然其可在較低溫度650℃下進行氨分解，較現有的工業催化劑工作溫度800℃有所降低，但其在該較低溫度下催化活性低，氨分解效果欠佳。

中國專利文獻CN1506300A公開了一種釕基氨分解制氫氮混合氣催化劑，其主要活性成分為釕；載體為CaO、MgO、TiO₂、SiO₂、Al₂O₃或活性炭；助劑為ⅠA、ⅡA、ⅢA、IVA、ⅢB或稀土元素中的一種或幾種；其中釕重量百分含量為0.1-10％。使用該催化劑，與鎳基催化劑相比，氨分解溫度有所降低，可在550℃下進行反應，但其采用CaO、MgO、TiO₂、SiO₂、Al₂O₃或活性炭等載體，同樣存在其助劑在載體表面不能達到高度分散，易形成較大顆粒的問題，從而影響其作用的發揮，使其在該較低溫度下催化活性低，氨分解效果欠佳。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中氨分解催化劑的的低溫催化活性低，氨分解的效果欠佳的缺陷，從而提供一種低溫催化活性高，氨分解效果好的催化劑及其制備方法和應用。

為此,本發明提供了一種催化劑，包括，活性組分、載體和助劑；所述活性組分為鎳、釕中的一種或兩種，所述載體為鈦酸鉀，所述助劑為稀土氧化物。

所述的催化劑，所述活性組分為鎳，以質量百分比計，鎳占催化劑的8-24％，助劑占催化劑的5-12％；所述活性組分為釕，以質量百分比計，釕占催化劑的0.5-12％，助劑占催化劑的3-12％；所述活性組分為鎳、釕雙金屬，以質量百分比計，鎳占催化劑的5-15％，釕占催化劑的0.2-3％，助劑占催化劑的2-10％。

所述的催化劑，所述鈦酸鉀由P25型二氧化鈦分散于氫氧化鉀水溶液，依次經水熱反應和焙燒制備得到。

所述的催化劑，所述稀土氧化物為氧化鈰、氧化鑭、氧化鐠、氧化釹中的一種或幾種。

本發明提供了一種所述的催化劑的制備方法，包括，

S1、將P25型二氧化鈦分散于氫氧化鉀水溶液中，得到懸濁液；