本發明涉及氨分解催化劑制備領域，具體涉及一種含鈦酸鎂催化劑及其制備方法和應用以及氨分解制氫的方法。

背景技術：

1、目前氫氣幾乎來自于化石燃料的催化蒸汽重整，這也是目前商業化最成熟的產氫技術。但催化重整制取的氫氣會伴有一氧化碳、二氧化碳等雜質氣體，不能直接用作燃料電池的燃料。因此采用富氫載體氨作為原料，進行無碳排放制氫，是一種高效、清潔和安全的制氫技術。為實現安全綠色產氫，開發能夠高效催化氨分解的催化劑顯得尤重要。目前氨分解催化劑分為以釕、鉑為活性組分的貴金屬催化劑和以鐵、鎳為活性組分的非貴金屬催化劑。

2、目前釕是催化氨分解活性最高的催化劑，但是其價格比較昂貴，所制備催化劑成本較高，因此提高釕原子的利用率十分重要。研究發現，釕的穩定性與載體的酸堿性和導電性相關度極高。為此針對貴金屬氨分解催化劑進行廣泛的研究，如cn115920942a公開了一種ru基催化劑包括mof-74包覆的zif-8載體或zif-67載體，其活性組分為釕，助劑組分為鋇、鑭、銫中的一種或幾種的組合。雖然采用穩定的反應溫度降至500℃，但是由于助劑在載體表面分散度較差，極易形成大顆粒，從而導致其低溫下的氨分解活性較差。

技術實現思路

1、本發明的目的是為了克服現有氨分解催化劑的活性有待進一步提高的問題，提供一種含鈦酸鎂催化劑及其制備方法和應用以及氨分解制氫的方法。該催化劑具有較高的活性，應用于氨分解制氫中，具有較高的氨分解轉化率。

2、為了實現上述目的，本發明一方面提供一種含鈦酸鎂催化劑，所述催化劑含有鈦酸鎂載體和活性組分，所述活性組分包括貴金屬和非貴金屬，所述非貴金屬選自第viii族金屬元素；以催化劑的總重量為基準，以金屬元素計，所述活性組分的含量為0.5-20重量％；

3、其中，以金屬元素計，所述貴金屬與非貴金屬的質量比為1：5-25。

4、本發明第二方面提供一種含鈦酸鎂催化劑的制備方法，所述方法包括以下步驟：

5、s1、將鈦源溶解于醇-冰醋酸混合溶液中，得到a溶液；

6、s2、將鎂源溶解于醇-冰醋酸混合溶液中，得到b溶液；

7、s3、將b溶液加入到a溶液中，然后進行處理，得到溶膠，所述溶膠的ph為1.5-5；

8、s4、將步驟s3得到的所述溶膠進行干燥和第一焙燒，得到鈦酸鎂載體；

9、s5、將活性組分負載于鈦酸鎂載體上，其中，所述活性組分包括貴金屬和非貴金屬，所述非貴金屬選自第viii族金屬元素。

10、本發明第三方面提供一種第一方面所述的含鈦酸鎂催化劑或者第二方面所述制備方法制得的含鈦酸鎂催化劑在氨分解制氫中的應用。

11、本發明第四方面提供一種氨分解制氫的方法，所述方法包括：在氨分解的條件下，將氨與催化劑接觸；

12、其中，所述催化劑為第一方面所述的催化劑或者第二方面所述制備方法制得的含鈦酸鎂催化劑。

13、與現有技術相比，本發明的有益效果包括：

14、本發明提供的含鈦酸鎂催化劑采用鈦酸鎂作為載體，可調節催化劑中活性組分與載體之間的電子傳遞能力，調節nh3在催化劑表面的吸脫附強度，促進nh3在活性位點和載體間轉移，提高催化活性；采用包含貴金屬與非貴金屬的活性組分與鈦酸鎂載體配合，使得催化劑在低溫下的氨分解活性較高；而且控制活性組分的含量在1-15重量％范圍內，有利于增強活性組分與載體之間的相互作用，有效減弱活性組分與氨分解產物之間的相互作用，從而促進氮氣和氫氣的脫附，最終使得催化劑具有優異的催化性能。

15、本發明提供的催化劑貴金屬含量低，控制原料成本，制備工藝簡單，重復性好，易于進行規模放大生產。

技術特征：

1.一種含鈦酸鎂催化劑，其特征在于，所述催化劑含有鈦酸鎂載體和活性組分，所述活性組分包括貴金屬和非貴金屬，所述非貴金屬選自第viii族金屬元素；以催化劑的總重量為基準，以金屬元素計，所述活性組分的含量為0.5-20重量％；

2.根據權利要求1所述的催化劑，其中，

3.根據權利要求1或2所述的催化劑，其中，

4.一種含鈦酸鎂催化劑的制備方法，所述方法包括以下步驟：

5.根據權利要求4所述的方法，其中，

6.根據權利要求4所述的方法，其中，

7.根據權利要求4-6中任意一項所述的方法，其中，

8.根據權利要求7所述的方法，其中，

9.根據權利要求7所述的方法，其中，

10.一種權利要求1-3中任意一項所述的含鈦酸鎂催化劑或者權利要求4-9中任意一項所述制備方法制得的含鈦酸鎂催化劑在氨分解制氫中的應用。

11.一種氨分解制氫的方法，所述方法包括：在氨分解的條件下，將氨與催化劑接觸；

技術總結
本發明涉及氨分解催化劑制備領域，公開了一種含鈦酸鎂催化劑及其制備方法和應用以及氨分解制氫的方法。一種含鈦酸鎂催化劑，所述催化劑含有鈦酸鎂載體和活性組分，所述活性組分包括貴金屬和非貴金屬，所述非貴金屬選自第VIII族金屬元素；以催化劑的總重量為基準，以金屬元素計，所述活性組分的含量為0.5?20重量％；其中，以金屬元素計，所述貴金屬與非貴金屬的質量比為1：5?25。該催化劑具有較高的活性，應用于氨分解制氫中，具有較高的氨分解轉化率。

技術研發人員：高迪,孫尚聰,趙東越,姜秋橋
受保護的技術使用者：中國石油化工股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28