CN110339840A - 一种利用类水滑石制备Ni和/或Ru基氨分解催化剂的制备方法 - Google Patents

一种利用类水滑石制备Ni和/或Ru基氨分解催化剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用类水滑石制备Ni和/或Ru基氨分解催化剂的制备方法。该制备方法主要包括如下步骤：1)将金属镍盐、金属镁盐和/或金属锌盐、金属铝盐和去离子水混合，得到混合溶液；2)将步骤1)的混合溶液和沉淀剂溶液同时逐滴加入碳酸盐底液中，进行反应，得到反应产物；3)对步骤2)得到的反应产物依次进行洗涤、干燥、焙烧。以上述制备方法制得的类水滑石为前驱体制得催化剂的活性和稳定性均得以提升。

Description

一种利用类水滑石制备Ni和/或Ru基氨分解催化剂的制备 方法
技术领域
本发明涉及催化剂领域，具体涉及一种利用类水滑石制备Ni和/或Ru基氨分解催化剂的制备方法。
背景技术
随着环境污染和能源短缺问题日益严重，以煤炭等传统石化能源为主的能源生产和消费结构受到了巨大的挑战。氢能的燃烧产物为水，是一种清洁的二次能源，主要可以通过化石燃料、富氢气体、甲醇制氢、水解制氢和生物制氢等工业方法制取。
氨分解制氢技术以氨为原料，在制备过程中不需要引入氧气和水，也不存在一氧化碳污染，具有流程简单、转换效率高的优点，因此受到人们的极大关注。其中催化剂的活性和稳定性是影响氨分解效率的关键。
催化剂载体作为沉积催化剂的骨架，可以增强催化剂的机械强度、导热性和热稳定性。目前常用的载体主要有氧化镁、氧化铝、二氧化钛、碳纳米管、活性炭、二氧化硅和分子筛等，其孔结构、比表面积等将对氨分解催化剂的活性和稳定性起着非常重要的作用。
中国专利文献CN109772340A公开了一种用于焦炉煤气净化中的超高温氨分解催化剂及其制备方法，其将镁铝水滑石复合氧化物、氯化钠和氧化镁通过溶解混合、烧焙成催化剂载体镁铝尖晶石(MgAl2O4)，然后将催化剂载体浸渍硝酸盐溶液，得氨分解催化剂。上述技术中，经高温焙烧获得的镁铝尖晶石载体比表面较小，而负载活性金属的分散度和颗粒尺寸往往较大，因此不利于负载活性金属的分散性，影响了催化剂的活性和稳定性。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题是受氨分解催化剂载体比表面积小的影响，使催化剂活性和稳定性受到限制，继而影响氨分解制氢效果的问题，从而提供了一种利用类水滑石制备Ni和/或Ru基氨分解催化剂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
本发明所提供的镍基氨分解催化剂的制备方法，包括如下步骤：
1)将金属镍盐、金属镁盐和/或金属锌盐、金属铝盐和去离子水混合，得到混合物；
2)以碳酸盐水溶液为底液，将所述混合溶液和沉淀剂同时加入底液中，进行反应，得到反应产物；
3)对所述反应产物依次进行第一干燥、第一焙烧，得到镍基氨分解催化剂。
进一步地，还包括将所述镍基氨分解催化剂分散于去离子水中，得到悬浊液；将金属钌盐的水溶液加入至所述悬浊液中，依次进行浸渍、第二干燥，第二焙烧，制得镍钌基氨分解催化剂。
进一步地，步骤1)中，所述混合物中Ni2+与Mg2+和/或Zn2+的摩尔总量、Al3+的摩尔数两者之比为(2-4):1。
进一步地，步骤2)中，所述混合物中Al3+的摩尔数、所述碳酸盐中CO3 2-的摩尔数之比为1:0.5；
所述反应的反应温度为室温-75℃，时间为1-24h，pH值调节值为9.0-11.0；
所述反应产物中NiO的质量百分含量为10-30wt％。
进一步地，步骤3)中，所述第一干燥的温度为110℃，时间为10-24h；
所述第一焙烧的温度为600-900℃，时间为4-8h。
进一步地，所述金属镍盐为硝酸镍和/或氯化镍；
所述金属镁盐为硝酸镁和/或氯化镁；
所述金属锌盐为硝酸锌和/或氯化锌；
所述金属铝盐为硝酸铝和/或氯化铝；
所述碳酸盐为碳酸钠和/或碳酸钾，碳酸碳的浓度为2-2.5mol/L；
所述沉淀剂为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液或氨水中至少一种，氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液浓度为1.0-4.0mol/L，氨水浓度为6.0-10.0mol/L。
进一步地，所述浸渍的温度为室温-60℃，时间为6-24h；
所述第二干燥温度为110℃，时间为10-20h；
所述第二焙烧温度为450-750℃，时间为2-6h；
所述金属钌盐为Ru(NO3)3和/或RuCl3，Ru金属离子浓度为0.01-0.1mol/L；
所述反应产物中Ru负载量0.5-6wt％。
此外，本发明还提供了一种钌基氨分解催化剂的制备方法，包括如下步骤：
1)将金属镁盐和/或金属锌盐、金属铝盐和去离子水混合，得到混合物；
2)以碳酸盐水溶液为底液，将所述混合溶液和沉淀剂同时加入底液中，进行反应，得到反应产物；
3)对所述反应产物依次进行第一干燥、第一焙烧，得到复合氧化物载体；
4)将复合氧化物载体分散于去离子水中，得到悬浊液；将金属钌盐的水溶液加入至所述悬浊液中，依次进行浸渍、第二干燥，第二焙烧，制得钌基氨分解催化剂。
进一步地，步骤1)中，所述混合物中Mg2+和/或Zn2+的摩尔数、Al3+的摩尔数两者之比为(2-4):1；
所述混合物中Al3+的摩尔数、所述碳酸盐中CO3 2-的摩尔数之比为1:0.5；
所述反应产物中Ru的负载量0.5-6wt％。
此外，本发明还提供了一种氨分解催化剂，采用上述制备方法制得。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明提供一种利用类水滑石制备Ni和/或Ru基氨分解催化剂的制备方法，以该方法制得的类水滑石作为催化剂前驱体。该类水滑石前驱体经焙烧后可获得具有高的比表面积复合金属氧化物；再经还原活性金属Ni，Ru或Ru-Ni可以高度分散于载体中，从而提高了催化剂的活性和稳定性；同时，氨分解催化剂制备过程中采用了共沉淀法，该方法使产品化学成分均一、粒度小、分布均匀，且该制备方法具有工艺简单、合成周期短的优点。
2、本发明提供一种类水滑石催化剂前驱体，可负载活性金属Ni，Ru或Ru-Ni，控制活性金属的负载量既可以保证催化剂的活性大小，也可以使催化剂不易发生金属烧结，控制制备成本。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供了一种镍基氨分解催化剂及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：
1、取0.05mol氯化镍、0.05mol氯化镁和0.05mol氯化铝加入到500mL去离子水中并混合均匀，得到混合溶液；
2、以2.5mol/L碳酸钠溶液200mL为底液，同时加入混合溶液和浓度为1mol/L氢氧化钠水溶液，调节PH值为9.0，于室温下反应24h，得到反应产物；
3、将反应产物于110℃的环境下干燥10h，于600℃的环境下焙烧8h后进行催化性能测试。
实施例2
本实施例提供了一种镍基氨分解催化剂及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：
1、取0.05mol硝酸镍、0.05mol硝酸锌和0.05mol硝酸铝加入到500mL水中并混合均匀，得到混合溶液；
2、以2.5mol/L碳酸钾溶液200mL为底液，同时加入混合溶液和浓度为2mol/L氢氧化钾水溶液，调节PH值为10.0，于60℃的环境下反应8h，得到反应产物；
3、将反应产物于110℃的环境下干燥12h，于750℃静态空气气氛焙烧6h后进行催化性能测试。
实施例3
本实施例提供了一种镍基氨分解催化剂及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：
1、取0.05mol氯化镍、0.1mol硝酸镁、0.05mol氯化锌和0.05mol硝酸铝加入到650mL去离子水中并混合均匀，得到混合溶液；
2、以2.5mol/L碳酸钾溶液200mL为底液，同时加入混合溶液和8mol/L氨水，调节PH值为11.0，于75℃的环境下反应1h，得到反应产物；
3、将反应产物于110℃的环境下干燥15h，于900℃静态空气气氛焙烧4h后进行催化性能测试。
实施例4
本实施例提供了一种镍钌基氨分解催化剂及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：
1、取0.05mol氯化镍、0.05mol氯化镁和0.05mol氯化铝加入到500mL去离子水中并混合均匀，得到混合溶液；
2、以2.5mol/L碳酸钾溶液200mL为底液，同时加入混合溶液和2.5mol/L氢氧化钠水溶液，调节PH值为9.5，于室温静态空气气氛反应18h；
3、于110℃的环境下干燥12h，于600℃的静态空气气氛焙烧7h；
4、取焙烧产物5g，加入300mL水，超声分散均匀，得到悬浊液；
5、加入25mL浓度为0.1mol/L氯化钌水溶液，室温浸渍6h，得到反应产物；
6、将反应产物于110℃的环境下干燥12h，于450℃的环境下焙烧6h后进行催化性能测试。
实施例5
本实施例提供了一种镍钌氨分解催化剂及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：
1、取0.05mol硝酸镍、0.05mol硝酸镁、0.05mol硝酸锌和0.05mol硝酸铝加入到650mL水中并混合均匀，得到混合溶液；
2、以2.5mol/L碳酸钾溶液200mL为底液，同时加入混合溶液和2.5mol/L氢氧化钾水溶液，调节PH值为10.5，于60℃的环境下反应1h；
3、于110℃的环境下干燥16h，于750℃的环境下焙烧6h；
4、取焙烧产物5g，加入300mL水，超声分散均匀，得到悬浊液；
5、加入25mL浓度为0.01mol/L氯化钌水溶液，40℃浸渍15h，得到反应产物；
6、将反应产物于110℃的环境下干燥10h，于600℃的环境下焙烧4h后进行催化性能测试。
实施例6
本实施例提供了一种镍钌基氨分解催化剂及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：
1、取0.05mol氯化镍、0.1mol硝酸镁和0.05mol硝酸铝加入到500mL水中并混合均匀，得到混合溶液；
2、以2.5mol/L碳酸钾溶液200mL为底液，同时加入混合溶液和6.0mol/L氨水，调节PH值为9.0，于75℃的环境下反应2h；
3、于110℃的环境下干燥12h，于900℃的环境下焙烧4h；
4、取焙烧产物5g，加入300mL水，超声分散均匀，得到悬浊液；
5、加入25mL浓度为0.08mol/L硝酸钌水溶液，60℃浸渍6h，得到反应产物；
6、将反应产物于110℃的环境下干燥20h，于750℃的环境下焙烧2h后进行催化性能测试。
实施例7
本实施例提供了一种钌基氨分解催化剂及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：
1、取0.15mol氯化镁和0.05mol氯化铝加入到400mL水中并混合均匀，得到混合溶液；
2、以2mol/L碳酸钠溶液250mL为底液，同时加入混合溶液和3.0mol/L氢氧化钠水溶液，调节PH值为9.5，于室温下反应20h；
3、于110℃的环境下干燥15h，于600℃的环境下焙烧6h；
4、取焙烧产物5g，加入300mL水，超声分散均匀，得到悬浊液；
5、加入50mL浓度为0.03mol/L氯化钌水溶液，室温浸渍24h，得到反应产物；
6、将反应产物于110℃的环境下干燥12h，于450℃的环境下焙烧6h后进行催化性能测试。
实施例8
本实施例提供了一种钌氨分解催化剂及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：
1、取0.05mol硝酸镁、0.05mol硝酸锌和0.05mol硝酸铝加入到500mL水中并混合均匀，得到混合溶液；
2、以2mol/L碳酸钠溶液250mL为底液，同时加入混合溶液和4.0mol/L氢氧化钾水溶液，调节PH值为11.0，于60℃的环境下反应1h；
3、于110℃的环境下干燥24h，于750℃的环境下焙烧6h；
4、取焙烧产物5g，加入300mL水，超声分散均匀，得到悬浊液；
5、加入60mL浓度为0.05mol/L硝酸钌水溶液，40℃浸渍15h，得到反应产物；
6、将反应产物于110℃的环境下干燥18h，于600℃的环境下焙烧4h后进行催化性能测试。
实施例9
本实施例提供了一种钌基氨分解催化剂及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：
1、取0.15mol氯化锌和0.05mol硝酸铝加入到500mL水中并混合均匀，得到混合溶液；
2、以2mol/L碳酸钠溶液250mL为底液，同时加入混合溶液和10.0mol/L氨水，调节PH值为10.5，于70℃的环境下反应6h；
3、于110℃的环境下干燥15h，于900℃的环境下焙烧5h；
4、取焙烧产物5g，加入300mL水，超声分散均匀，得到悬浊液；
5、加入25mL浓度为0.04mol/L氯化钌水溶液，60℃浸渍6h，得到反应产物；
6、将反应产物于110℃的环境下干燥12h，于750℃的环境下焙烧3h后进行催化性能测试。
对比例1
本对比例提供了一种氨分解催化剂及其制备方法。其采用中国专利文献CN109772340A中实施例1制得的超高温氨分解催化剂。
试验例1
取粒度为60-80目的催化剂，装填量为0.2g，空速为15,000mL/(g·h)，催化反应温度为650℃，原料气为纯氨。测定上述实施例1-9及对比例1中制得的催化剂的氨催化分解效果，相应的测定结果如表1所示：
表1氨转化率数据汇总
试验例2
取粒度为60-80目的催化剂，装填量为0.2g，空速为15,000mL/(g·h)，催化反应温度为550℃，原料气为纯氨。测定上述实施例4-9及对比例1中制得的催化剂的氨催化分解效果，相应的测定结果如表2所示：
表2氨转化率数据汇总
指标 氨转化率(％)
实施例4 98.5
实施例5 79.3
实施例6 96.8
实施例7 96.6
实施例8 97.2
实施例9 80.9
对比例1 57.2
试验例3
取粒度为60-80目的催化剂，装填量为0.2g，空速为15,000mL/(g·h)，催化反应温度为800℃，原料气为纯氨。测定上述实施例1-3及对比例1中制得的催化剂的氨催化分解效果，相应的测定结果如表3所示：
表3氨转化率数据汇总
试验例4
取粒度为60-80目的催化剂，装填量为0.2g，空速为15,000mL/(g·h)，催化反应温度为700℃(实施例1-3和对比例1)或550℃(实施例4-9)，连续评价50h，原料气为纯氨。测定上述实施例及对比例1中制得的催化剂的氨催化分解效果，相应的测定结果如表4所示：
表450h稳定性测试前后催化剂氨转化率汇总
指标 初始氨转化率(％) 50h测试后氨转化率(％)
实施例1 92.3 89.6
实施例2 94.5 91.2
实施例3 96.2 91.6
实施例4 99.5 96.3
实施例5 93.2 90.1
实施例6 96.8 92.9
实施例7 96.6 93.7
实施例8 97.2 95.2
实施例9 90.9 88.6
对比例1 83.2 71.8
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种镍基氨分解催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将金属镍盐、金属镁盐和/或金属锌盐、金属铝盐和去离子水混合，得到混合溶液；
2)以碳酸盐水溶液为底液，将所述混合溶液和沉淀剂同时加入底液中，进行反应，得到反应产物；
3)对所述反应产物依次进行洗涤、第一干燥、第一焙烧，得到镍基氨分解催化剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括将所述镍基氨分解催化剂分散于去离子水中，得到悬浊液；将金属钌盐的水溶液加入至所述悬浊液中，依次进行浸渍、第二干燥，第二焙烧，制得镍钌基氨分解催化剂。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述混合物中Ni2+与Mg2+和/或Zn2+的摩尔总量、Al3+的摩尔数两者之比为(2-4):1。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述混合物中Al3+的摩尔数、所述碳酸盐中CO3 2-的摩尔数之比为1:0.5；
所述反应的反应温度为室温-75℃，时间为1-24h，pH值调节值为9.0-11.0；
所述反应产物中NiO的质量百分含量为10-30wt％。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述第一干燥的温度为110℃，时间为10-24h；
所述第一焙烧的温度为600-900℃，时间为4-8h。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，
所述金属镍盐为硝酸镍和/或氯化镍；
所述金属镁盐为硝酸镁和/或氯化镁；
所述金属锌盐为硝酸锌和/或氯化锌；
所述金属铝盐为硝酸铝和/或氯化铝；
所述碳酸盐为碳酸钠和/或碳酸钾，碳酸碳的浓度为2-2.5mol/L；
所述沉淀剂为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液或氨水中至少一种，氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液浓度为1.0-4.0mol/L，氨水浓度为6.0-10.0mol/L。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述浸渍的温度为室温-60℃，时间为6-24h；
所述第二干燥的温度为110℃，时间为10-20h；
所述第二焙烧的温度为450-750℃，时间为2-6h；
所述金属钌盐为Ru(NO3)3和/或RuCl3，Ru金属离子浓度为0.01-0.1mol/L；
所述反应产物中Ru负载量0.5-6wt％。
8.一种钌基氨分解催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将金属镁盐和/或金属锌盐、金属铝盐和去离子水混合，得到混合物；
2)以碳酸盐水溶液为底液，将所述混合溶液和沉淀剂同时加入底液中，进行反应，得到反应产物；
3)对所述反应产物依次进行第一干燥、第一焙烧，得到复合氧化物载体；
4)将复合氧化物载体分散于去离子水中，得到悬浊液；将金属钌盐的水溶液加入至所述悬浊液中，依次进行浸渍、第二干燥，第二焙烧，制得钌基氨分解催化剂。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述混合物中Mg2+和/或Zn2+的摩尔数、Al3+的摩尔数两者之比为(2-4):1；
所述混合物中Al3+的摩尔数、所述碳酸盐中CO3 2-的摩尔数之比为1:0.5；
所述反应产物中Ru的负载量0.5-6wt％。
10.一种氨分解催化剂，其特征在于，采用权利要求1-7中任一项所述的制备方法制得或者采用权利要求8-9中任一项所述的制备方法制得。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113181957A (zh) * 2021-02-09 2021-07-30 厦门大学 一种低温起活高效氨分解催化剂
CN113332987A (zh) * 2021-04-28 2021-09-03 东南大学 一种翅片状氨分解催化剂及其制备方法和应用
CN115475629A (zh) * 2021-06-16 2022-12-16 南京工业大学 Ni/Zn/Al水滑石为载体负载Pt,Ru双活性组分脱氢催化剂、制备方法及其应用
WO2023241557A1 (en) * 2022-06-15 2023-12-21 The Hong Kong Polytechnic University Ruthenium-based nickel-aluminum catalyst and methods of preparation and use thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101884924A (zh) * 2009-05-15 2010-11-17 中国石油天然气股份有限公司 高分散镍催化剂及其制备方法和应用
CN102626641A (zh) * 2012-03-31 2012-08-08 中国科学院长春应用化学研究所 一种纳米复合催化剂及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101884924A (zh) * 2009-05-15 2010-11-17 中国石油天然气股份有限公司 高分散镍催化剂及其制备方法和应用
CN102626641A (zh) * 2012-03-31 2012-08-08 中国科学院长春应用化学研究所 一种纳米复合催化剂及其制备方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KATSUTOSHISATO等: "Supported Ni catalysts prepared from hydrotalcite-like compounds for the production of hydrogen by ammonia decomposition", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY》 *
MIRANAWFAL等: "Hydrogen production by methane steam reforming over Ru supported on Ni–Mg–Al mixed oxides prepared via hydrotalcite route", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY》 *
Q.SU等: "Layered Double Hydroxide Derived Mg2Al-LDO Supported and K-Modified Ru Catalyst for Hydrogen Production via Ammonia Decomposition", 《CATALYSIS LETTERS》 *
QINSU等: "Layered double hydroxides derived Nix(MgyAlzOn) catalysts: Enhanced ammonia decomposition by hydrogen spillover effect", 《APPLIED CATALYSIS B: ENVIRONMENTAL》 *
张高良: "《工业催化剂的生产》", 31 January 1988, 上海科学技术出版社 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113181957A (zh) * 2021-02-09 2021-07-30 厦门大学 一种低温起活高效氨分解催化剂
CN113332987A (zh) * 2021-04-28 2021-09-03 东南大学 一种翅片状氨分解催化剂及其制备方法和应用
CN115475629A (zh) * 2021-06-16 2022-12-16 南京工业大学 Ni/Zn/Al水滑石为载体负载Pt,Ru双活性组分脱氢催化剂、制备方法及其应用
CN115475629B (zh) * 2021-06-16 2023-12-22 南京工业大学 Ni/Zn/Al水滑石为载体负载Pt,Ru双活性组分脱氢催化剂、制备方法及其应用
WO2023241557A1 (en) * 2022-06-15 2023-12-21 The Hong Kong Polytechnic University Ruthenium-based nickel-aluminum catalyst and methods of preparation and use thereof

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