[发明专利]一种肼分解催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及肼分解反应的催化剂，具体地说是一种以Mo或W、Co为活性组分的非担载或担载型磷化物催化剂。

背景技术

肼在常温下是一种稳定的化学物质，250℃左右可发生热分解反应。在催化剂的作用下，肼可在较低温度下发生分解反应，生成大量高温高压的气体，可以用于卫星的姿控推进系统、应急动力装置的能源、探空气球、沉船或潜艇的浮力装置等。

目前应用最广的是Ir/Al₂O₃催化剂，如Shell 405催化剂(U.S.Pat.4,124,538)。这种催化剂的金属铱的担载量为20-40％，室温下冷起动次数最多可达13次。但是，铱是一种稀有的贵金属，还是高级战略材料，其生产国南非和加拿大严格控制出口，因此铱在国际市场上的价格日益增长。随着航天技术的发展，降低催化剂的成本成为重大课题，各国研究工作者一直致力于研究有效地完全或部分替代贵金属的非贵金属催化剂。

目前，在所研究的催化剂中，过渡金属氮化物、碳化物均引起了人们的关注。PCT Int.Appl.WO 9,633,803报道了纯相碳化钨在肼分解反应中的结果：纯相碳化钨在肼分解过程中有很好的稳定性，还表现出了与铱催化剂类似的活性。陈小伟等[Journal of Catalysis 224(2004)473，Industrial &Engineering Chemistry Research 43(2004)6040]报道了担载及非担载的Mo₂N和Mo₂C催化剂的肼分解活性，无论是在微型反应装置，还是在发动机中的实验结果都表明，两种催化剂的活性都比较高，在某些对性能要求不是很高的系统具有实际应用的潜能。

过渡金属磷化物具有类贵金属催化特性，是继过渡金属碳化物、氮化物之后的一种新型催化材料，但是在肼分解反应中的应用还没有专利和文献报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种肼分解催化剂，其以磷化物作为活性物质或以磷化物作为活性组分、以氧化铝为载体的肼分解催化剂。该类催化剂同时具有成本低、比表面积高、强度高、易于成型等优点，使进一步的实际应用成为可能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种肼分解催化剂，磷化物催化剂可以是非担载型的、也可以是担载型的；可用下式表示，AP型非担载型单金属磷化物，其中A为Mo、W或Co；或MoP/Al₂O₃担载型过渡金属磷化物。即可表示为：MoP、WP、CoP，或MoP/Al₂O₃

所述MoP/Al₂O₃担载型过渡金属磷化物的活性组分为MoP，载体为γ-氧化铝；担载量以MoP重量计为4-35％，较佳为20-30％。

其可按如下过程制备：

对于非担载催化剂，将过渡金属盐和磷酸氢二铵溶解、干燥、焙烧后程序升温还原。对于担载型催化剂，用钼酸盐和磷酸氢二铵的混合液浸渍氧化铝载体后干燥，后续步骤同非担载催化剂。

在上述的非担载过渡金属磷化物肼分解催化剂中，活性最好的是MoP催化剂。

本发明的优点为：

该类催化剂同时具有成本低、比表面积高、强度高、易于成型等优点，使进一步的实际应用成为可能。

本催化剂具有与已报道的氮化钼催化剂相比拟的催化肼分解活性。

附图说明

图1为MoP和Mo₂N催化剂在肼分解中活性的比较图；

图2MoP/Al₂O₃和Mo₂N/Al₂O₃催化剂在肼分解中活性的比较图。

下面结合实施例进一步说明本发明。应该指出，这些实施例仅是为了举例说明本发明，在任何方面都不构成对本发明范围的限制。

具体实施方式

实施例1

催化剂制备