本發明涉及氨分解催化劑制備領域，具體涉及一種負載型鎳基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。但催化重整支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、貴金屬由于高成本和低儲備量限制了其在大規模工業化中的應用。因此開發高效低廉氨分解制氫技術的核心在于低成本、高活性和高穩定性的非貴金屬催化劑。但是非貴金屬催化劑需要較為苛刻的反應條件，使用溫度一般高于800℃，為此針對低溫非貴金屬氨分解催化劑進行廣泛的研究，如cn1506299a公開了一種鎳基氨分解制氫氮混合氣催化劑，其主活性組份為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％；其中助劑組分重量百分含量為0.1-20％。采用sio2或al2o3作為載體制備催化劑，雖然引入助劑改善其性能，可以在650℃進行氨分解，相較于工業催化劑800℃的反應溫度有明顯降低，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。cn115646500a公開了一種氨分解制氫催化劑，所述催化劑包括活性金屬組分、堿土金屬組分、鑭系金屬組分和助劑，該專利申請采用摻雜堿土金屬來提高鎳基催化劑的分散度，減少顆粒尺寸，相較于未改性催化劑該專利的催化劑的活性有了一定提升，雖然反應溫度降低到550℃，但反應空速僅為6000ml/(g·h)，仍有提升空間。

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在低溫下的活性以及穩定性有待進一步提高的問題，提供一種負載型鎳基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，在低溫下以及較大的空速下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負載型鎳基催化劑，所述催化劑含有鈦酸鋇載體以及負載于鈦酸鋇載體的鎳元素，以催化劑的總重量為基準，以氧化鎳計，鎳的含量為2-15重量％；

3、其中，所述催化劑的平均粒徑為1-10微米。

4、本發明第二方面提供一種負載型鎳基催化劑的制備方法，所述方法包括以下步驟：

5、s1、將含鈦化合物和含鋇化合物進行研磨，得到平均粒徑為0.1-7微米的粉體；

6、s2、將s1得到的粉體進行干燥和第一焙燒，得到鈦酸鋇載體；

7、s3、采用浸漬法將鎳元素負載于鈦酸鋇載體上。

8、本發明第三方面提供一種第一方面所述的負載型鎳基催化劑或者第二方面所述制備方法制得的負載型鎳基催化劑在氨分解制氫中的應用。

9、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；

10、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負載型鎳基催化劑。

11、通過上述技術方案，本發明的有益效果包括：

12、本發明提供的催化劑采用鈦酸鋇與鎳活性組分協同作用，使得催化劑在低溫下的活性有所提高；同時鎳元素的含量在2-15重量％范圍內，有利于增強鎳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。優選情況下，本發明的催化劑不含ru等貴金屬，成本低廉。

13、本發明所述負載型鎳基催化劑的制備工藝簡單，重復性好，易于進行規模放大生產。

技術特征：

1.一種負載型鎳基催化劑，其特征在于，所述催化劑含有鈦酸鋇載體以及負載于鈦酸鋇載體的鎳元素；以催化劑的總重量為基準，以氧化鎳計，鎳的含量為2-15重量％；

2.根據權利要求1所述的催化劑，其中，

3.一種負載型鎳基催化劑的制備方法，所述方法包括以下步驟：

4.根據權利要求3所述的方法，其中，

5.根據權利要求4所述的方法，其中，

6.根據權利要求3-5中任意一項所述的方法，其中，

7.根據權利要求6所述的方法，其中，

8.根據權利要求6所述的方法，其中，

9.一種權利要求1或2所述的催化劑或者權利要求3-8中任意一項所述制備方法制得的催化劑在氨分解制氫中的應用。

10.一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，公開了負載型鎳基催化劑及其制備方法和應用以及氨分解制氫的方法。一種負載型鎳基催化劑，所述催化劑含有鈦酸鋇載體以及負載于鈦酸鋇載體的鎳元素；以催化劑的總重量為基準，以氧化鎳計，鎳的含量為2?15重量％；其中，所述催化劑的平均粒徑為1?10微米。該催化劑具有較高的活性，應用于氨分解制氫中，在低溫下以及較大的空速下具有較高的氨分解轉化率。

技術研發人員：高迪,孫尚聰,姜秋橋,趙東越
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