[发明专利]石墨烯复合材料氨氢转化催化剂及制备方法

权利要求书

1.石墨烯复合材料氨氢转化催化剂，其特征在于：包括含有石墨烯复合氧氢化物，通过引入具有氨合成活性的金属化合物溶液，得到形成具有催化活性的金属基石墨烯复合氧氢化合物。

2.根据权利要求1所述的石墨烯复合材料氨氢转化催化剂，其特征在于：所述石墨烯复合氧氢化物包括含有石墨烯复合金属氧化物和石墨烯复合金属氢化物。

3.根据权利要求2所述的石墨烯复合材料氨氢转化催化剂，其特征在于：所述石墨烯复合金属氧化物为石墨烯和金属氧化物通过水热法制备得到。

4.根据权利要求2所述的石墨烯复合材料氨氢转化催化剂，其特征在于：所述石墨烯复合金属氢化物为石墨烯和金属氢化物通过水热法制备得到。

5.根据权利要求3或4所述的石墨烯复合材料氨氢转化催化剂，其特征在于：所述石墨烯的制备方法如下：通过氧化石墨烯，以苯为额外碳源，在真空反应炉以及氮气气氛保护下400-600℃高温下热解，得到石墨烯。

6.根据权利要求3所述的石墨烯复合材料氨氢转化催化剂，其特征在于：所述金属氧化物为带有Li⁺、Na⁺,、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Ti⁶⁺、V⁶⁺、Cr³⁺、Mn²⁺、Fe³⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Al³⁺或Ga³⁺一种或多种的上述金属离子组成的氧化物。

7.根据权利要求4所述的石墨烯复合材料氨氢转化催化剂，其特征在于：所述金属氢化物为NaH、KH、MgH₂或CaH₂的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的石墨烯复合材料氨氢转化催化剂，其特征在于：所述金属化合物溶液为Ru₃(CO)₁₂溶液、Fe(acac)₃溶液或Co(acac)₃溶液的一种或多种。

9.石墨烯复合材料氨氢转化催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)在100-500℃的温度范围内，将石墨烯、金属氧化物和金属氢化物在充满氮气或氩气的气体氛围中加热72小时到120小时，用氢化物离子取代氧化物中的部分氧离子，所述石墨烯、金属氧化物和金属氢化物的摩尔比为(0.1-1)：(1-1.2)：(3-3.5)，去除多余的金属氧化物后得到真空干燥的石墨烯复合氧氢化物粉末；

(2)采用浸渍法，先将制得的所述石墨烯复合氧氢化物粉末分散在具有氨氢转化活性的金属化合物溶液中，将金属化合物溶液中的金属离子浸渍到所述石墨烯复合氧氢化物上并渗透到所述石墨烯复合氧氢化物的内表面；当浸渍平衡后，在真空中除去溶剂，收集得到含石墨烯复合氧氢化物的金属基粉末，在真空密封下条件下，将石墨烯复合氧氢化物的金属基粉末在还原气氛中加热分解羰基化合物，得到所述石墨烯复合材料氨氢转化催化剂。

10.石墨烯复合材料氨氢转化催化剂制备氢气的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)在一个固定床的玻璃管中，在常压环境下，将石墨烯复合材料氨氢转化催化剂悬浮放在固定床上；

(2)所述石墨烯复合材料氨氢转化催化剂在流速为50-80毫升/分钟的氨气下，在100-500℃条件下，进行纯氨氢转化，得到分解的氮气和氢气。