1、本发明涉及催化剂领域，具体涉及一种氨分解催化剂及其制备方法。
背景技术：
2、氨分解催化剂主要应用于环境保护和制氢、氮气领域。 在环保领域，工厂含氨废气在氨分解催化剂的催化作用下进行分解，使其中的氨分解成无毒的氢气和氮气，然后回收利用。 达到减少污染的目的。 在制氢领域，氨具有易液化、不易燃、低浓度无毒、储氢密度高、生产储运技术成熟、制氢过程无碳排放等优点，使其成为一种高效气体。 、清洁安全的储氢载体，需要时在氨分解催化剂的催化作用下可分解为氢气和氮气。 在碳减排和碳中和的总体发展趋势背景下，在清洁能源氢日益受到重视的背景下，氨分解催化剂的研究就显得尤为重要。
3、目前，在氨分解催化中，主要使用以钌、铱为代表的贵金属催化剂和以铁、镍为代表的非贵金属催化剂。 钌基催化剂是目前公认的对氨分解具有最高催化活性的催化剂； 镍基催化剂在高温条件下具有良好的氨分解催化性能。
4、发明人经过研究发现，现有技术中的大部分镍基氨分解催化剂虽然能够在低温条件下实现氨分解，但其催化活性不高，低温条件下氨转化率并不理想。 ，无法满足批量生产要求。 镍基催化剂需要至少600℃的高温才能实现优异的氨分解催化性能。 然而，作为催化活性成分的零价金属镍在高温条件下会发生团聚和烧结。 当催化剂长期在超过500℃的高温条件下催化时，其催化活性逐渐下降，氨转化率逐渐降低，最终无法达到所需的催化性能。 因此，开发一种能够避免上述催化剂活性下降并在较低的氨分解催化温度下获得更好的催化性能的氨分解催化剂具有重要意义。
5、中国专利公开了一种氨分解催化剂及其制备方法和应用，采用氧化钇稳定氧化锆载体负载活性组分镍、添加剂氧化钾等，制备氨分解催化剂。 该专利的缺点是只有在650℃的温度下才能达到最佳的催化性能； 同时，如果催化反应长时间在此温度条件下进行，催化活性会逐渐下降，氨转化率也会逐渐降低，最终无法达到所需的催化性能。
技术实现要素：
6、针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种能够有效避免氨分解催化剂在长期高温条件下催化活性下降的问题的方法； 可达到500℃以下较高的氨分解催化温度。 一种具有良好催化氨分解性能的催化剂及其制备方法。
7、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种氨分解催化剂的制备方法，包括以下步骤：载体预处理、载体改性、负载； 载体预处理方法是将SBA-15分子筛载体放入预定份量的第一处理液中，升温至60-70℃，超声分散20-30分钟，制备混合液； 在搅拌条件下，以3-5ml/min搅拌。 滴水的
滴加预定份量的第二处理液至混合液中； 第二处理液滴加完成后，静置，自然冷却至室温，滤出固体物质，得到二次处理的SBA-15分子筛。 载体; 将二次处理后的SBA-15分子筛载体置于密闭空间中，以2-3℃/min的升温速率升温至105-115℃，保温3-4小时，完成载体预处理步。 制备得到预处理后的SBA-15分子筛载体； 优选的，所述SBA-15分子筛载体的规格为：比表面积550-600m2/g，孔径7-9nm，粒径1.2-1.5μm，相对结晶度92 -95%。
8、优选的，所述超声分散方法为：超声分散频率为20-24khz，超声分散功率为250-300w。
9、第一处理液由以下原料组成：聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚乙二醇月桂酸酯、去离子水； 所述聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚乙二醇月桂酸酯、去离子水的重量比为10-12:2-3:120-150； 第二处理液为0.1-0.3mol/l的硝酸镍溶液； 因此，SBA-15分子筛载体、第一处理液、第二处理液的重量比为1-2:50-70:250-300； 对载体进行改性的方法是将预定份数的纳米氧化铝溶胶放入去离子水中，搅拌均匀，制备改性液； 然后将预定部分的预处理后的SBA-15分子筛载体放入改性液中，在超声分散的同时进行微电流处理。 微电流处理20-30分钟后，沥干固体物； 将固体物质置于120-130℃的环境中，热处理30-40分钟后自然冷却； 当固体物自然冷却至100-105℃时，用2-3倍体积的改性液冲洗固体物； 洗脱完成后，将固体物质间歇微波处理5-10分钟； 最后将固体物质加热至550-600℃，保温1.5-2h，制得改性载体。 纳米氧化铝溶胶，粒径为3-5nm； 间歇微波处理时，固体物体的温度保持在150-160℃范围内； 微电流治疗操作为微电流强度为5-8μa； 优选地，超声分散的方法为，超声分散频率为25-30khz，超声分散功率为300-400w。
10、纳米氧化铝溶胶、预处理的SBA-15分子筛载体、去离子水的重量比为2-3:5-6:20-30； 装载方法是将改性载体与装载液体积的8-10倍混合，搅拌2-3小时。 搅拌完成后，离心分离负载活性成分的修饰载体，置于110-120℃，静置2-3小时。 然后以6-10℃/min的升温速率升温至400-500℃，煅烧3-5小时，完成负载步骤，得到氨分解催化剂。
11、优选地，离心分离的转速为8000转。
12、负载液由以下成分组成：七钼酸铵、偏钨酸铵、硝酸铈、去离子水； 七钼酸铵、偏钨酸铵、硝酸铈、去离子水的重量份比为10-15:2-3:5-8:120-150。
13、进一步，按照上述制备方法制备得到的催化剂的重量百分比组成为：氧化镍6.2-10.5％，三氧化钼7.2-8.4％，三氧化钨1.1-1.5％，氧化铈3.6-4.7％，其余数量是载体。
14、与现有技术相比，本发明的有益效果是： (1)本发明的氨分解催化剂的制备方法，所制备的催化剂能够在低于500℃的温度下分解氨。
在气体分解催化温度下即可达到优异的催化效果。 氨的起始转化温度为322-331℃，低温活性良好。
15、(2)本发明氨分解催化剂的制备方法。 所制备的催化剂用于氨分解催化。 氨的完全转化温度为449-461℃。 具有优异的低温催化性能，有效避免氨分解。 高温条件下催化剂活性下降的问题。
16、(3)本发明氨分解催化剂的制备方法。 所制备的催化剂用于氨分解催化。 在450℃温度下，氨分解率达到99.2-99.6%。
17、(4)根据本发明的氨分解催化剂的制备方法，所制备的催化剂连续催化3000小时后氨分解率仍可达到95.3％，长期性能优异。
详细方式
18、为了使本发明的技术特征、目的及效果更加清楚易懂，现对本发明的具体实施方式进行说明。
19、实施例1 一种氨分解催化剂的制备方法，具体为： 1、载体预处理：将sba-15分子筛载体放入预定份量的第一处理液中，升温至60℃，超声分散20分钟，制成混合液； 在80rpm搅拌条件下，将预定份量的第二处理液以3ml/min的滴速滴加到混合液中； 第二处理液滴加完成后，静置，自然冷却至室温，滤除固体物质，得到二次处理的SBA-15分子筛载体。 将二次加工后的SBA-15分子筛载体置于密闭空间中，升温速率为2℃/min。 升温至105℃，保温3小时，完成载体预处理步骤。
20、其中sba-15分子筛载体比表面积为550m2/g，孔径为7nm，粒径为1.2μm，相对结晶度为92%。
21、第一处理液由以下原料组成：聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚乙二醇月桂酸酯、去离子水。 其中，聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚乙二醇月桂酸酯和去离子水的重量比为10:2:120。
22、第二处理液为0.1mol/l的硝酸镍溶液。
23、超声波分散方法如下：超声波分散频率为20khz，超声波分散功率为250w。
24、所述SBA-15分子筛载体：第一处理液：第二处理液的重量比为1:50:250。
25.2. 载体改性：将预定份的纳米氧化铝溶胶放入去离子水中，30rpm搅拌10分钟，制备改性液； 然后将预定份量的纳米氧化铝溶胶放入经过载体预处理步骤处理后的改性液中，对SBA-15分子筛载体进行超声分散，同时进行微电流处理。 超声波分散、微电流处理20分钟后，将固体物质浸出； 将固体物置于120℃环境下热处理30分钟； 固体物质自然冷却； 待固体物自然冷却至100℃时，用2倍体积的改性液冲洗固体物； 洗脱完成后，对固体物进行间歇微波处理5分钟，间歇微波处理过程中保持固体物温度在150℃。 范围内； 最后将固体物加热至550℃，保温1.5小时，制得改性载体。
26、其中，所述纳米氧化铝溶胶、预处理后的SBA-15分子筛载体和去离子水的重量比为2:5:20。
27、纳米氧化铝溶胶的粒径为3纳米。
28、超声波分散方法如下：超声波分散频率为25khz，超声波分散功率为300w。
29、微电流治疗的操作是微电流强度为5μa。
30.3。 上样：将改性步骤中制备的改性载体放入8倍体积的上样液中，10rpm搅拌2小时； 然后用离心分离负载活性成分的改性载体，并置于110℃。 静置2小时； 然后以6℃/min的升温速率升温至400℃，并煅烧3小时，完成负载步骤并制备催化剂。
31、所述负载液的制备方法为：将预定份数的七钼酸铵、偏钨酸铵、硝酸铈加入去离子水中，搅拌10分钟，制备负载液。
32、七钼酸铵、偏钨酸铵、硝酸铈和去离子水的重量比为10:2:5:120。
33、催化剂中，镍含量按氧化镍计算，钼含量按三氧化钼计算，钨含量按三氧化钨计算，铈含量按氧化铈计算。 催化剂的重量百分比为：氧化镍6.2％、三氧化二镍。 氧化钼7.2%，三氧化钨1.1%，氧化铈3.6%，余量为载体。
34、实施例2一种氨分解催化剂的制备方法，具体为： 1、载体预处理：将sba-15分子筛载体放入预定份量的第一处理液中，升温至65℃，超声分散25分钟，制成混合液； 在90rpm的搅拌条件下，将预定份量的第二处理液以4ml/min的滴速滴加到混合液中； 第二处理液滴加完成后，静置，自然冷却至室温，滤除固体物质，得到二次处理后的SBA-15分子筛载体。 将二次处理后的SBA-15分子筛载体置于密闭空间中，升温速率为2.5℃/min。 升温至110℃，保温3.5小时，完成载体预处理步骤。
35、其中SBA-15分子筛载体比表面积为580m2/g，孔径为8nm，粒径为1.3μm，相对结晶度为93%。
36、第一处理液由以下原料组成：聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚乙二醇月桂酸酯、去离子水。 其中，聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚乙二醇月桂酸酯和去离子水的重量比为11:2.5:135。
37、第二处理液为0.2mol/l的硝酸镍溶液。
38、超声波分散方法如下：超声波分散频率为22khz，超声波分散功率为270w。
39、所述SBA-15分子筛载体、第一处理液、第二处理液的重量比为1.5:60:280。
40.2。 载体改性：将预定份的纳米氧化铝溶胶放入去离子水中，35rpm搅拌12分钟，制备改性液； 然后将预定部分的纳米氧化铝溶胶放入经过载体预处理步骤处理后的改性液中。 将sba-15分子筛载体进行超声波分散，同时进行微电流处理。 超声波分散、微电流处理25分钟后，将固体物质浸出； 将固体物置于125℃环境下热处理35min； 固体物质自然冷却； 待固体物自然冷却至102℃时，用2.5倍体积的改性液冲洗固体物； 洗脱完成后，对固体物进行间歇微波处理8分钟，间歇微波处理过程中保持固体物温度为155℃。 范围内； 最后将固体物加热至580℃，保温1.8小时，制得改性载体。
41、其中，所述纳米氧化铝溶胶、预处理的SBA-15分子筛载体和去离子水的重量比为2.5:5.5:25。
42、纳米氧化铝溶胶的粒径为4nm。
43、超声波分散方法如下：超声波分散频率为28khz，超声波分散功率为350w。
44、微电流治疗时，微电流强度为6μa。
45.3。 上样：将改性步骤中制备的改性载体放入9倍体积的上样液中，15rpm搅拌2.5小时； 然后离心分离负载活性成分的修饰载体，置于115℃下静置2.5小时。 然后以8℃/min的升温速率升温至450℃，并煅烧4小时，完成负载步骤并制备催化剂。
46、装载液的配制方法为：将预定份数的七钼酸铵、偏钨酸铵、硝酸铈加入去离子水中，搅拌12分钟，配制装载液。
47、七钼酸铵、偏钨酸铵、硝酸铈和去离子水的重量比为12:2.5:7:135。
48、催化剂中，镍含量按氧化镍计算，钼含量按三氧化钼计算，钨含量按三氧化钨计算，铈含量按氧化铈计算。 催化剂的重量百分比为：氧化镍8.4％、三氧化二镍。 氧化钼8.0%，三氧化钨1.2%，氧化铈4.1%，余量为载体。
49、实施例3 一种氨分解催化剂的制备方法，具体如下： 1、载体预处理：将sba-15分子筛载体放入预定份量的第一处理液中，升温至70℃，超声波分散30分钟，制备混合液； 在搅拌条件下，将预定份量的第二处理液以5ml/min的滴速滴入混合液中； 第二处理液滴加完成后，静置。 自然冷却至室温，滤除固体物质，得到二次处理后的SBA-15分子筛载体； 将二次处理后的SBA-15分子筛载体置于密闭空间中，以3℃/min的升温速率升温。 升温至115°C，保温并静置4小时，完成载体预处理步骤。
50、其中SBA-15分子筛载体比表面积为600m2/g，孔径为9nm，粒径为1.5μm，相对结晶度为95%。
51、第一处理液由以下原料组成：聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚乙二醇月桂酸酯、去离子水。 其中，聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚乙二醇月桂酸酯和去离子水的重量比为12:3:150。
52、第二处理液为0.3mol/l的硝酸镍溶液。
53、超声波分散方法如下：超声波分散频率为24khz，超声波分散功率为300w。
54、所述SBA-15分子筛载体：第一处理液：第二处理液的重量比为2:70:300。
55.2。 载体改性：将预定份的纳米氧化铝溶胶放入去离子水中，40rpm搅拌15分钟，制备改性液； 然后将预定份数的纳米氧化铝溶胶放入经过载体预处理步骤处理后的改性液中，对SBA-15分子筛载体进行超声分散，同时进行微电流处理。 超声分散、微电流处理30分钟，滤出固体物质； 将固体物置于130℃环境下热处理40分钟； 固体物质自然冷却； 待固体物自然冷却至105℃时，用3倍体积的改性液冲洗固体物； 洗脱完成后，对固体物进行间歇微波处理10分钟，间歇微波处理过程中保持固体物温度为160℃。 范围内； 最后将固体物加热至600℃，保温2小时，制得改性载体。
56、其中，所述纳米氧化铝溶胶、SBA-15分子筛载体和去离子水的重量比为3:6:30。
57、纳米氧化铝溶胶的粒径为5nm。
58、超声波分散方法如下：超声波分散频率为30khz，超声波分散功率为400w。
59、微电流治疗时，微电流强度为8μa。
60.3。 上样：将改性步骤中制备的改性载体放入10倍体积的上样液中，20rpm搅拌3小时； 然后用离心分离负载活性成分的改性载体，并置于120℃。 静置3小时； 然后以10℃/min的升温速率升温至500℃，并煅烧5小时，完成负载步骤并制备催化剂。
61、负载液的制备方法为：将预定份数的七钼酸铵、偏钨酸铵、硝酸铈加入去离子水中，搅拌15分钟，制备负载液。
62、七钼酸铵、偏钨酸铵、硝酸铈和去离子水的重量比为15:3:8:150。
63、催化剂中，镍含量按氧化镍计算，钼含量按三氧化钼计算，钨含量按三氧化钨计算，铈含量按氧化铈计算。 催化剂的重量百分比为：氧化镍10.5％、三氧化二镍。 氧化钼8.4%，三氧化钨1.5%，氧化铈4.7%，余量为载体。
64、对比例1采用实施例2所述氨分解催化剂的制备方法，不同之处在于省略了第一步载体预处理，改用相同规格的SBA-15分子筛作为载体。 经过载体预处理步骤处理后的sba-15分子筛载体。 同时，在第三加载步骤中，在加载液中添加硝酸镍，具体为：加载液的制备方法是将预定份数的硝酸镍、七钼酸铵、偏钨酸铵、硝酸铈放入去离子水中。 ，300-搅拌10-15min后制备。 硝酸镍:七钼酸铵:偏钨酸铵:硝酸铈:去离子水的重量比为35:12:2.5:7:135。
65、对比例2采用实施例2所述的氨分解催化剂的制备方法，不同之处在于省略了第二步载体改性。 第一步载体准备完成后，直接进行第三步。 阶跃负载阶跃。
66、对比例3采用实施例2所述的氨分解催化剂的制备方法，其不同之处在于第三负载步骤中，负载液中省略了偏钨酸铵和硝酸铈。
67、将实施例1-3和对比例1-3制备的催化剂用于氨分解催化过程，检测各催化剂的氨分解性能。 具体地，将实施例1-3和对比例1-3制备的催化剂首先进行氢气还原，还原温度为500℃，还原压力为0.3mpa，空速为1500h-1
，还原时间为30分钟； 然后将还原后的催化剂装入石英反应管中进行检测，催化剂装填量为1g； 检测原料气采用纯氨，反应压力0.2mpa，氨体积空速6000h-1
。
68、实施例1-3和对比例1-3制备的催化剂的测试结果如下：
此外，在上述实验条件下，分别在450℃、550℃和600℃的温度下测量实施例1-3和对比例1-3中制备的催化剂的氨分解速率。 其中，氨分解率的计算方法为：氨分解率=（初始氨含量-处理后氨含量）/初始氨含量×100%。 结果如下表所示： 进一步地，在450℃的温度下，氨气体积空速6000-1
在此条件下，对实施例1-3制备的催化剂进行寿命测试，考察实施例1-3各催化剂连续催化3000小时后的催化反应状况。 测试结果如下： 除非另有说明，本发明所用催化剂的百分比均为质量百分比。
69、最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明。 尽管结合上述实施例对本发明进行了详细说明，但是对于本领域的技术人员来说，仍然可以对上述实施例记载的技术方案进行修改，或者对部分技术特征进行等同替换。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特点：
1、一种氨分解催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：载体预处理、载体改性、负载； 载体预处理方法是将SBA-15分子筛载体放入预定份量的第一处理液中，升温至60-70℃，超声分散20-30分钟，制备混合液。 在搅拌条件下，以3-5ml/min的滴速滴入混合液中。 添加预定份量的第二处理液； 第二处理液滴加完成后，静置，自然冷却至室温，滤除固体物质，得到二次处理后的SBA-15分子筛载体。 将sba-15分子筛载体置于密闭空间中，以2-3℃/min的升温速率加热至105-115℃，保温3-4小时，完成载体预处理步骤，得到预处理的SBA -15分子筛载体； sba-15分子筛载体的规格为：比表面积550-600m2/g，孔径7-9nm，粒径1.2-1.5μm，相对结晶度92-95 %; 第一处理液由以下原料组成：聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚乙二醇月桂酸酯、去离子水； 聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚乙二醇月桂酸酯和去离子水的重量比为10-12:2-3:120-150； 第二处理液为0.1-0.3mol/l的硝酸镍溶液； SBA-15分子筛载体，第一处理液和第二处理液的重量比为1-2:50-70:250-300； 载体改性的方法是将预定份量的纳米氧化铝溶胶放入去离子水中，搅拌均匀，制备改性液； 然后将预定份的预处理后的SBA-15分子筛载体放入改性液中，同时进行超声分散和微电流处理，超声分散和微电流处理20-30分钟后，沥干固体物质； 将固体物置于120-130℃的环境中，热处理30-40分钟，然后自然冷却； 当固体物质自然冷却至100-105℃时，用2-3倍体积的改性溶液进行冲洗。 固体物质； 洗脱完成后，用间歇微波处理固体物质5-10分钟； 最后将固体物质加热至550-600℃，保温1.5-2h，制备改性载体； 纳米氧化铝溶胶的粒径为3-5nm； 间歇微波处理时，固体物体的温度保持在150-160℃范围内； 微电流治疗的操作为微电流强度为5-8μa； 纳米氧化铝溶胶，预处理后的SBA-15分子筛载体与去离子水的重量比为2-3:5-6:20-30； 加载方法是将改性载体放入加载液体介质体积的8-10倍中，搅拌2-3h。 搅拌完成后，离心分离负载活性成分的修饰载体，置于110-120℃，静置2-3h； 然后使用 6-10°C/min 的加热速率。 将温度升高到400-500°C，钙化3-5小时，完成加载步骤，并获得氨分解的催化剂； 载荷液体由以下成分组成：七豆状铵，铵和硝酸盐，去离子水； 八茶铵，铵，硝酸盐和去离子水的重量比为10-15：2-3：5-8：120-150。
2.根据权利要求1的氨分解催化剂的制备方法，在载体预处理步骤中以此为特征，超声分散方法是，超声分散频率为20-24kHz，超声分散功率为250- 。 3.根据权利要求1的氨分解催化剂的制备方法，在载体修饰步骤中，超声分散方法的特征是，超声分散频率为25-30kHz，超声分散功率为300-400W 。 4.根据权利要求1的氨分解催化剂的制备方法，其特征在于离心分离的旋转速度为8000-。
5.氨分解的催化剂，其特征在于根据权利要求1到4中的任何一种，由制备方法制备； 催化剂的重量百分比为：氧化镍6.2-10.5％，三氧化钼7.2-8.4％，三氧化钨1.1-1.5％，氧化岩含量3.6-4.7％，余额是携带者。
技术总结
本发明揭示了氨分解及其制备方法的催化剂，并与催化剂领域有关。 准备方法包括以下步骤：载体预处理，载体修改和加载； 催化剂的重量百分比为：氧化镍6.2-10.5％，三氧化钼7.2-8.4％，三氧化钨1.1-1.5％，氧化岩含量3.6-4.7％，平衡是载体。 通过制备方法制备的催化剂可以在低于500°C的氨分解催化温度下实现出色的催化作用。 氨的初始转化温度为322-331°C； 氨的完整转化温度为449-461°C。 ; 在450°C的温度下，氨分解速率达到99.2-99.6％； 连续催化3000小时后，制备催化剂的氨分解速率仍然可以达到95.3％。 足以达到95.3％。
技术研发人员：Yin ，Yin ，Yin
受保护的技术用户： Co.，Ltd。
技术研发日：2022.04.13
技术公告日期：2022/5/16