一种负载型金属催化剂耦合多孔材料、制备方法及其在低温等离子体合成氨反应中的应用技术

一种负载型金属催化剂耦合多孔材料、制备方法及其在低温等离子体合成氨反应中的应用，属于催化剂技术领域。其首先是制备氧化铈纳米岛载体，然后制备铜铁合金‑氧化铈纳米岛催化剂，再与介孔材料混合、煅烧后制备金属催化剂耦合多孔材料。本发明专利技术制备的多孔材料能够显著提升低温等离子体合成氨反应的效率，特别是以Cu<subgt;4</subgt;Fe<subgt;1</subgt;‑CeO<subgt;x</subgt;/SiO<subgt;2</subgt;催化剂合成的多孔材料，在等离子体合成氨系统中催化活性极高，且能够在高功率下稳定使用。在65W条件下运行时，达到了等离子体合成氨领域最高的氨出口浓度44386ppm。此外，本发明专利技术未使用贵金属，大大降低了催化剂的生产成本，进一步推动了低温等离子体合成氨反应走向实际应用的可能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于催化剂，具体涉及一种负载型金属催化剂耦合多孔材料、制备方法及其在低温等离子体合成氨反应中的应用。

技术介绍

1、氨是生产化肥的重要原料之一，同时也是一种具有极大发展潜力的可再生能源储存和运输载体。氨(nh3)具有高氢含量(约17.7％)，无碳排放以及储运便利等诸多优点，被广泛认为是最理想的氢燃料介质之一。工业合成氨以haber-bosch法为主，该方法利用铁基催化剂，在高温(约400～600℃)和高压(约20～40mpa)的条件下，将n2和h2分子反应生成nh3。全球年产氨量超过1.5亿吨，同时排放出全球温室气体总量的约1.2％，并消耗了大约2％的全球能源供应。因此，开发替代传统的haber-bosch氨合成工艺是一项迫切且具有挑战性的任务。

2、等离子体催化合成是一种新兴的混合技术，可以有效解决热化学反应中遇到的热力学和动力学限制。等离子体中的高能电子和粒子可以引起分子振动或电子激发以及电子冲击离解，有利于惰性n≡n键的活化以及降低解离势垒。n2被等离子体激活后，可以形成各种活性氮物种(nr)，如n原子、振动或电子激发的n2分子本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种负载型金属催化剂耦合多孔材料的制备方法，其步骤如下：

2.如权利要求1所述的一种负载型金属催化剂耦合多孔材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中煅烧时的升温速率为1～5℃/min，步骤(2)及步骤(3)中煅烧时的升温速率为5℃/min。

3.如权利要求1所述的一种负载型金属催化剂耦合多孔材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中二氧化硅为粒径20～200nm的二氧化硅小球或无定形二氧化硅中的一种或多种；铈盐为硝酸铈、硫酸铈、氯化铈、草酸铈、碳酸铈、醋酸铈中的一种或多种，碱液为氢氧化钠溶液、氨水、氢氧化钾溶液、碳酸钠溶液中的一种或多种。p>

4.如权利...

【技术特征摘要】

1.一种负载型金属催化剂耦合多孔材料的制备方法，其步骤如下：

2.如权利要求1所述的一种负载型金属催化剂耦合多孔材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中煅烧时的升温速率为1～5℃/min，步骤(2)及步骤(3)中煅烧时的升温速率为5℃/min。

3.如权利要求1所述的一种负载型金属催化剂耦合多孔材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中二氧化硅为粒径20～200nm的二氧化硅小球或无定形二氧化硅中的一种或多种；铈盐为硝酸铈、硫酸铈、氯化铈、草酸铈、碳酸铈、醋酸铈中的一种或多种，碱液为氢氧化钠溶液、氨水、氢氧化钾溶液、碳酸钠溶液中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的一种负载型金属催化剂耦合多孔材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中铁盐为硝酸铁、硫酸铁、三氯化铁、磷酸铁、柠檬酸铁中的一种或多种；铜盐为硝酸铜、氯化铜、硫酸铜中的一种或多种...

【专利技术属性】
技术研发人员：李路，张子豪，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：