[發(fā)明專利]一種高分散的Ru/ABOx

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010697201.7
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN112007641B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐浩東;王瑤;張武劍;李利春;韓文鋒;李瑛;劉宗健
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B01J23/63
• 分類號: B01J23/63;B01J37/18;B01J37/34;C01B3/04
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 周紅芳

本發(fā)明公開一種高分散的Ru/ABOsubgt;x/subgt;負(fù)載型催化劑的制備方法及其應(yīng)用，它將兩種含不同化合價的金屬A和B的金屬鹽溶液，通過絡(luò)合劑絡(luò)合、還原氣氛處理及微波加熱處理，得到ABOsubgt;x/subgt;復(fù)合氧化物載體，再利用Ru金屬與載體固溶體相氧空位之間的相互作用力，通過氧橋鍵將Ru負(fù)載在載體表面氧空位上，從而獲得用于NHsubgt;3/subgt;催化分解的高分散的Ru/ABOsubgt;x/subgt;負(fù)載型催化劑。該制備方法簡單，重復(fù)性好，所制備得到的載體具有獨特的單電子型氧空位，對Ru?O物種具有非常強的相互作用力，從而造成Ru金屬的高分散，使其具備非常優(yōu)異的低溫NHsubgt;3/subgt;催化分解性能，具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及催化劑制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高分散的Ru/ABO_x負(fù)載型催化劑及其制備方法和該高分散的Ru/ABO_x負(fù)載型催化劑在NH₃分解反應(yīng)中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著社會的發(fā)展，能源和環(huán)境問題已經(jīng)成為世界各國普遍關(guān)注的問題之一。但是傳統(tǒng)能源既不能滿足現(xiàn)在人們的大量需求，同時排放的CO_x也對環(huán)境造成了污染，因此人們不得不把重點轉(zhuǎn)向了新能源的開發(fā)，而氫是未來能源系統(tǒng)中最有前途的能源載體之一，以無污染、可重復(fù)利用、燃燒值高等優(yōu)點備受科研人員青睞。

氨由于其高氫氣含量(按重量計為17.8％，在10bar下的體積密度為121kg_H2·m^-3)是一種非常有前途的儲氫載體，NH₃又可以在20℃和～0.8MPa的條件下以液相形式存儲，即使制氫過程未反應(yīng)完全或者反應(yīng)發(fā)生泄漏等問題，也能通過使用合適的吸收劑將NH₃的濃度降低到小于200ppb。

目前文獻中介紹的氨分解催化劑種類有負(fù)載型的貴金屬催化劑(Ir、Pt等)和過渡金屬催化劑(Fe、Co、Ni等)，還有非負(fù)載型的碳化物和氮化物催化劑(Mo₂N、Ni_xN_y等)，其中以Fe，Ni，Ru催化劑應(yīng)用最為廣泛。Fe，Ni等活性組分只有在高溫下才會表現(xiàn)出比較優(yōu)異的活性，能耗較大，而在低溫條件下活性較差，而Ru基催化劑即使在較低溫度也展現(xiàn)出了非常優(yōu)異的催化活性。

眾多研究發(fā)現(xiàn)，CeO₂具有熱穩(wěn)定性好，負(fù)載金屬高分散的優(yōu)點，是一種良好的工業(yè)催化劑載體。中國專利CN106824165A將CeO₂在還原氣氛/無氧氣氛進行處理制備了二氧化鈰負(fù)載高分散納米催化劑；中國專利CN108855071A將CeO₂在100-900℃空氣焙燒后，置于還原性氣氛下進行還原，得到高分散的氧化飾負(fù)載型納米催化劑；JixiangChen等(JixiangChen,Chengcheng?Yao,Yanqiao?Zhao,Peihong?Jia.Synthesis?gas?production?fromdry?reforming?of?methane?over?Ce_0.75Zr_0.25O₂-supported?Ru?catalysts[J].International?Journal?of?Hydrogen?Energy,2009,35(4).)以共沉淀法制備了Ce_0.75Zr_0.25O₂固溶體，通過浸漬法制備了高分散的Ru基催化劑，并且研究發(fā)現(xiàn)，低負(fù)載量下載體對Ru的相互作用力要強于高負(fù)載量下載體對Ru的相互作用力。以上三種制備方法雖然工藝流程簡單，但是貴金屬的分散性及其與載體中氧空位的相互作用的關(guān)系仍不能得到合理的解釋與調(diào)控。

綜上所述，通過改變催化劑的合成方法，合成具有高氧空位、高比表面積、低負(fù)載量的Ru負(fù)載復(fù)合氧化物催化劑是實現(xiàn)低溫NH₃催化分解工業(yè)化的關(guān)鍵前提。

發(fā)明內(nèi)容