本發明公開一種氨脫氫用催化劑、其制備方法及利用其的氫制備方法，更詳細地，公開了一種可高收率地從氨制備氫的氨脫氫用催化劑、其制備方法及利用其的氫制備方法。

背景技術：

1、最近，作為一種不排放二氧化碳的可持續且環保的替代能源，全球對氫能(藍氫和綠氫)的生產和利用的關注度日益濃厚。

2、氫能的生產方法有通過電解水生產綠色氫和基于核能生產粉紅氫等。特別是，氨不僅可作為氫的載體(carrier)，而且本身也可用作能源。此外，當使用適當的催化劑時，氨可脫氫化從而生產氫。

3、通過如上所述方法而從氨生產氫時，可應用的領域如下。首先，現代石油銀行等煉油公司計劃對提供汽油、柴油和液化石油氣(lpg)的現有加油站進行改造和完善，創建未來型加油站(復合能源站)，一站式提供包括汽油、柴油、液化石油氣以及氫氣和充電在內的運輸燃料和全品類能源。特別是，如果現代汽車等正在開發的“利用燃料電池的氫動力汽車”等實現商業化，則煉油公司有望向上述提到的未來型加油站供應氫，因此，由氨生產的氫有望供應給加油站并作為燃料電池的原料使用。而且，煉油和石化行業在生產各種制品時需要大量的氫，而作為這種氫，如果使用通過氨脫氫化工藝生成且不排放二氧化碳的環保氫，而不是通過現有排放大量二氧化碳的工藝產生的氫，例如蒸汽甲烷重整反應(steammethane?reforming)等天然氣重整反應等工藝，則有望獲得減少二氧化碳排放的效果。此外，還可考慮將通過氨脫氫化反應產生的氫用作發電用途。氨本身作為發電原料，燃燒后不排放二氧化碳便可生產能量，但是，氨由于其自身特性導致的弊端，存在熱值低、點火困難等問題，為了解決這些問題，提出了只將一部分氨轉化為氫后，通過氨氫共燃發電來生產能量，或將氨全部轉化為氫后，通過氫燃燒發電來生產能量的方法。在這種情況下，認為可利用氫的熱值高、易點火等優點，以環保方式生產能量。而且，氨不僅可通過與氫的共燃或燃燒來生產能量，還可通過將氨轉化為氫，并將如此生產的氫用于燃料電池，以環保方式生產能量。更詳細地，認為可根據目標發電量，僅將氨的一部分或全部轉化為氫，然后將如此生產的氫用作燃料電池的原料，生產與所需發電量相對應的能量。氨的另一個使用方案是可作為船舶用燃料使用。與之前發電的案例類似，在船舶方面，也可使用氨作為燃料來生產用以驅動船舶的能量，因此，當僅將一部分氨或全部氨轉化為氫時，則認為可通過氨和氫的共燃、氫的燃燒或與附加燃料電池的聯動而生產能量，從而驅動船舶。

4、因此，世界范圍內對通過氨脫氫化生產氫的技術的興趣日益提高，判斷認為，如果開發出高性能氨脫氫化催化劑，則有望通過這種催化劑生產氫并將以此方式生產的氫用于各種用途。

5、通常用于制造高活性氨脫氫化催化劑的釕(ru)基催化劑價格昂貴。另外，氨脫氫化反應溫度較高時，存在催化劑加快失活的問題。因此，開發一種盡量減少ru含量并且即使在低溫下也具有高活性的催化劑至關重要，因此，目前世界范圍內均需要開發這種催化劑。

技術實現思路

1、技術課題

2、本發明一實施方式提供一種可高收率地從氨制備氫的氨脫氫用催化劑。

3、本發明另一實施方式提供一種氨脫氫用催化劑的制備方法。

4、本發明又一實施方式提供一種利用氨脫氫用催化劑從氨生產氫的方法。

5、技術方案

6、本發明的一個方面提供一種氨脫氫用催化劑，包括：

7、包含晶內陽離子(intracrystalline?cation)的沸石；及

8、浸漬于所述沸石中的堿金屬和釕。

9、所述晶內陽離子可包括氫離子(h+)、鈉離子(na+)、鉀離子(k+)、鈣離子(ca2+)、鎂離子(mg2+)、銣離子(rb+)、銫離子(cs+)或它們的組合。

10、所述氨脫氫用催化劑的所述堿金屬的浸漬量相對于所述沸石100重量份可為5重量份至50重量份。

11、所述堿金屬可包括鋰(li)、鈉(na)、鉀(k)、銣(rb)、銫(cs)、鈁(fr)或它們的組合。

12、所述氨脫氫用催化劑的所述釕的浸漬量相對于所述沸石100重量份可為0.5重量份至10重量份。

13、所述氨脫氫用催化劑的所述釕的浸漬量相對于所述沸石100重量份可為1重量份至10重量份。

14、所述沸石的si/al原子比可為1～30。

15、所述沸石的bet比表面積可為300～900m2/g。

16、所述氨脫氫用催化劑可還包括浸漬于所述沸石中的堿土金屬、鑭系金屬或它們的組合。

17、所述堿金屬、所述堿土金屬及所述鑭系金屬的總浸漬量相對于所述沸石100重量份可為大于5重量份且小于等于50重量份。

18、所述沸石可包括x型沸石、y型沸石、usy型沸石、zsm-5、β型沸石、菱沸石(chabazite)、sapo系列沸石、絲光沸石(mordenite)、l型沸石、a型沸石、rfcc廢催化劑或它們的組合。

19、本發明的另一方面提供一種氨脫氫用催化劑的制備方法，包括：

20、提供包含晶內陽離子(intracrystalline?cation)的沸石的步驟(s10)；

21、使堿金屬浸漬于所述沸石的步驟(s20)；

22、干燥浸漬有堿金屬的所述沸石的步驟(s30)；

23、使釕浸漬于所述干燥的沸石的步驟(s40)；及

24、干燥浸漬有堿金屬和釕的所述沸石的步驟(s50)。

25、所述氨脫氫用催化劑的制備方法可還包括在所述步驟(s50)后，使所述干燥的沸石與還原劑接觸而活化的步驟(s60)。

26、所述還原劑可包括氫、氨或它們的組合。

27、本發明的又一方面提供一種氫制備方法，包括：

28、使氨與所述氨脫氫用催化劑接觸而生成氫的步驟(s100)。

29、所述步驟(s100)可在300℃至700℃溫度下執行。

30、所述步驟(s100)可在500hr-1至25,000hr-1的氣時空速下執行。

31、發明效果

32、根據本發明一實施方式的氨脫氫用催化劑可高收率地從氨制備氫。

技術特征：

1.一種氨脫氫用催化劑，包括：

2.根據權利要求1所述的氨脫氫用催化劑，其中，

3.根據權利要求1所述的氨脫氫用催化劑，其中，

4.根據權利要求1所述的氨脫氫用催化劑，其中，

5.根據權利要求1所述的氨脫氫用催化劑，其中，

6.根據權利要求5所述的氨脫氫用催化劑，其中，

7.根據權利要求1所述的氨脫氫用催化劑，其中，

8.根據權利要求1所述的氨脫氫用催化劑，其中，

9.根據權利要求1所述的氨脫氫用催化劑，其中，

10.根據權利要求9所述的氨脫氫用催化劑，其中，

11.根據權利要求1所述的氨脫氫用催化劑，其中，

12.一種氨脫氫用催化劑的制備方法，包括：

13.根據權利要求12所述的氨脫氫用催化劑的制備方法，其中，

14.根據權利要求13所述的氨脫氫用催化劑的制備方法，其中，

15.一種氫制備方法，包括：

16.根據權利要求15所述的氫制備方法，其中，

17.根據權利要求15所述的氫制備方法，其中，

技術總結
本發明公開一種氨脫氫用催化劑、其制備方法及利用其的氫制備方法。所公開的氨脫氫用催化劑包括包含晶內陽離子(intracrystalline?cation)的沸石及浸漬于所述沸石中的堿金屬和釕。

技術研發人員：金明燁,金鎮盛,陳旼奎,李浩仁
受保護的技術使用者：HD 現代 OILBANK 株式會社
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28