[发明专利]用于氨分解的催化剂组合物

权利要求书

1.一种用于氨分解以生产氢气的方法，该方法包括以下步骤：

将氨流引入反应器，其中所述氨流包含氨，其中所述反应器包含钴基催化剂，所述钴基催化剂包含：

15重量％和70重量％之间的钴，

5重量％和45重量％之间的铈，和

0.4重量％和0.5重量％之间的钡，其中所述钴基催化剂的其余重量为氧；

使氨流中的氨与所述钴基催化剂接触，其中所述钴基催化剂能够催化氨分解反应；

在所述钴基催化剂存在下催化所述氨分解反应使氨分解产生氢气；和

从反应器中取出产物流，所述产物流包含氢气。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

将氢气流引入所述反应器；

以每分钟2℃的速率将所述反应器内的温度升高到500℃；和

将所述反应器中的温度保持在500℃至少3小时以活化钴基催化剂上的金属位点，之后进行将氨流引入所述反应器的步骤。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述反应器中的温度在250℃至700℃之间的范围内。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述反应器中的压力在1巴至40巴之间的范围内。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述产物流还包含氮气。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中氨的转化率大于95％。

7.一种制备钴基催化剂的方法，该方法包括以下步骤：

将六水合硝酸钴(Co(NO₃)₂·6H₂O)和六水合硝酸铈(Ce(NO₃)₂·6H₂O)溶解在蒸馏水中；

添加碳酸钠(Na₂CO₃)溶液；

保持溶液直至碳酸钴和碳酸铈从溶液中沉淀出来；

在约0.4巴的压力下过滤碳酸钴和碳酸铈；

用冷蒸馏水洗涤过滤后的碳酸钴和碳酸铈，直至洗涤水的pH为7，以产生洗涤后的沉淀物；

将所述洗涤后的沉淀物在100℃的温度下干燥至少8小时以产生干燥后的沉淀物；

将所述干燥后的沉淀物在550℃的温度下煅烧至少3小时以产生黑色粉末，其中所述煅烧步骤的温度能够烧尽碳酸盐以产生包含Co₃O₄/CeO₂复合氧化物的黑色粉末；

用硝酸钡(Ba(NO₃)₂)水溶液浸渍黑色粉末以产生前体；

在120℃的温度下干燥所述前体至少8小时以产生干燥后的前体；和

将所述干燥后的前体在550℃的温度下煅烧至少3小时以产生钴基催化剂。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括粉碎所述钴基催化剂以产生钴基催化剂颗粒的步骤；

筛分所述颗粒；和

收集直径在0.3mm至0.5mm之间的钴基催化剂颗粒。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中所述钴基催化剂包含15重量％和70重量％之间的钴、5重量％和45重量％之间的铈以及0.4重量％和0.5重量％之间的钡，其中所述钴基催化剂的其余重量是氧。

10.一种钴基催化剂组合物，该钴基催化剂组合物包含：

15重量％和70重量％之间的钴；

5重量％和45重量％之间的铈；和

0.4重量％和0.5重量％之间的钡，

其中所述钴基催化剂的其余重量是氧。

11.根据权利要求10所述的钴基催化剂组合物，包含钴氧化物。

12.根据权利要求10或11所述的钴基催化剂组合物，包含铈氧化物。