0mg，置于固定床S12反应器中。样品在反应气氛中(5%NH3/Ar混合气)加热到所需温度，反应气流速控制在30mL/min，在此温度稳定30min后取样分析(分析方法使用电导率法)，测试结果如图2所示。氨气的转化率随着温度的升高而逐渐增加，在300°C时，氨气的转化率为8%，在325°C时，氨气的转化率为30%，在350°C时，氨气的转化率为53%。与5wt%Ru CNTs催化剂相比，在同样的温度下氨气转化率均有明显提高。具体见图1和图2。
[0037]实施例2
[0038]在氩气手套箱中，将一整块金属钡放入自制不锈钢球磨罐中，封闭球磨罐后加入液氨，在室温下静置三个月。三个月后在手套箱中打开球磨罐，样品呈粉末状。将此粉末状样品置于自制不锈钢反应器中，封闭后加入液氨，在密闭体系中加热到200°C，在200°C保持12小时，为确保充分反应，其间多次将反应气置换成氨气，冷却后将不锈钢反应器在手套箱中打开，取出样品，即为Ba (NH2) 2。
[0039]在氩气手套箱中，准确称取三氯化钌(RuC13)41.5mg和氨基钡(Ba(NH2)2) 300mg (金属Ru和Ba (NH2)2的质量比为5:100)，置于自制不锈钢球磨罐中。封闭球磨罐后,放入行星式球磨机(Fischt PM400),在150rpm转速下球磨3小时。球磨后的球磨罐在氩气手套箱中打开，取出样品，此样品即为金属Ru负载在Ba(NH2)2上的复合型催化剂，为方便此催化剂在下文缩写为5wt%Ru Ba (NH2) 2。
[0040]在氩气手套箱中，准确称取5wt%Ru Ba(NH2)2催化剂30mg，置于固定床S12反应器中。样品在反应气氛中(5%NH3/Ar混合气)加热到所需温度，反应气流速控制在30mL/min，在此温度稳定30min后取样分析(分析方法使用电导率法)，测试结果如图3所示。氨气的转化率随着温度的升高而逐渐增加，在300°C时，氨气的转化率为20%，在325°C时，氨气的转化率为35%，在350°C时，氨气的转化率为42%。与5wt%Ru CNTs催化剂相比，在同样的温度下氨气转化率均有明显提高。具体见图1和图3。
[0041]实施例3
[0042]在氩气手套箱中，准确称取三氯化钌(RuC13)41.5mg和氨基镁(Mg(NH2)2) 300mg (金属Ru和Mg (NH2)2的质量比为5:100)，置于自制不锈钢球磨罐中。封闭球磨罐后,放入行星式球磨机(Fischt PM400),在150rpm转速下球磨3小时。球磨后的球磨罐在氩气手套箱中打开，取出样品，此样品即为金属Ru负载在Mg(NH2)2上的复合型催化剂，为方便此催化剂在下文缩写为5wt%Ru Mg (NH2) 2。
[0043]在氩气手套箱中，准确称取5wt%Ru Mg(NH2)2催化剂30mg，置于固定床S12反应器中。样品在反应气氛中(5%NH3/Ar混合气)加热到所需温度，反应气流速控制在30mL/min,在此温度稳定30min后取样分析(分析方法使用电导率法)。其催化活性与实施例1相当。
[0044]实施例4
[0045]在氩气手套箱中，准确称取三氯化钌(RuC13)41.5mg和氨基钙(Ca (NH2) 2) 300mg (金属Ru和Ca (NH2) 2的质量比为5:100)，置于自制不锈钢球磨罐中。封闭球磨罐后,放入行星式球磨机(Fischt PM400),在150rpm转速下球磨3小时。球磨后的球磨罐在氩气手套箱中打开，取出样品，此样品即为金属Ru负载在Ca(NH2)2上的复合型催化剂，为方便此催化剂在下文缩写为5wt%Ru Ca (NH2) 2。
[0046]在氩气手套箱中，准确称取5wt%Ru Ca(NH2)2催化剂30mg，置于固定床S12反应器中。样品在反应气氛中(5%NH3/Ar混合气)加热到所需温度，反应气流速控制在30mL/min,在此温度稳定30min后取样分析(分析方法使用电导率法)。其催化活性与实施例1相当。
[0047]实施例5
[0048]在氩气手套箱中，准确称取羰基钌(Ru3 (CO) 12) 52.7mg和商品化的氧化镁(MgO) 500mg(金属Ru和MgO的质量比为5:100)，加入THF溶剂，超声处理20min，在Ar气吹扫条件下搅拌将THF挥发干，取出此样品，加入氨基钡(Ba (NH2)2) 41.9mg,(金属Ru与金属Ba的原子比为1:1)，加入THF溶剂，在Ar气吹扫条件下搅拌将THF挥发干，取出此催化剂前驱体，在150°C抽空2h还原金属Ru。此样品即为Ba促进的金属Ru负载在MgO上的复合型催化剂。为方便此催化剂在下文缩写为Ba-Ru/MgO。
[0049]在Ar气手套箱中，准确称取Ba-Ru/MgO催化剂30mg，置于固定床Si02反应器中。样品在反应气氛中(5% NH3/Ar混合气)加热到所需温度，反应气流速控制在30mL/min，在此温度稳定30min后取样分析(分析方法使用电导率法)。其催化活性与实施例1相当。
【主权项】
1.一种用于氨分解的催化剂，其特征在于:所述催化剂包括主体和添加剂；主体为过渡金属，添加剂包括一元或二元主族金属的氨基化合物或亚氨基化合物。2.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于:主体负载于添加剂的表面，催化剂主体与添加剂的质量比范围为1:100至30:100。3.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于:主体为过渡金属，添加剂为一元或二元主族金属的氨基化合物或亚氨基化合物，主体和添加剂共同负载在氨分解常用载体上； 主体与载体的质量比范围为1:100至30:100。主体与添加剂的原子比范围为1:1至1:10c4.如权利要求3所述的催化剂，其特征在于:所述的常用载体为MgO，S12,Al2O3，分子筛，碳纳米管(CNTs)中的一种。5.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于:所述一元或二元主族金属的氨基化合物或亚氨基化合物为碱金属或碱土金属中的一种或二种的氨基化合物或亚氨基化合物； 碱金属或碱土金属包含L1、Na、K、Cs、Mg、Ca、Ba元素中的一种或两种以上。6.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于:所述的过渡金属为Ru，Mn，Fe，Co，Ni中的一种。7.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于:所述添加剂为 Mg (NH2) 2，Ca (NH2) 2，Ba (NH2) 2，CaNH, BaNH, Li2Mg (NH) 2，Li2Ca (NH) 2 中的一种。8.如权利要求1所述催化剂的应用，其特征在于:所述催化剂用于氨分解时的操作条件为反应气中氨气浓度为体积含量5%以上。9.如权利要求8所述催化剂的应用，其特征在于:反应气为纯NH3或NH3与Ar的混合气。10.如权利要求1所述催化剂的应用，其特征在于: 采用固定床反应器，反应管样品床层高度为0.5-2cm，质量空速为30000-180000h 1 ； 反应温度为200°C至550°C，反应温度的最优区间为300°C至350°C。
【专利摘要】本发明涉及一种用于氨分解的催化剂，该催化剂包含主族金属的含氮化合物作为载体和添加剂。本发明作为一种新型的催化材料，在氨分解反应中表现出了良好的催化活性。
【IPC分类】C01B3/04, B01J27/24
【公开号】CN105013519
【申请号】CN201410171613
【发明人】陈萍, 于培, 郭建平, 王培坤
【申请人】中国科学院大连化学物理研究所
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2014年4月25日