[发明专利]一种铬基氨合成与氨分解催化剂及应用

权利要求书

1.一种用于氨合成及氨分解的铬基催化剂，其特征在于：所述催化剂包括主体和添加剂，主体是金属铬、氮化铬或其金属铬合金中的一种或二种以上，添加剂包括主族元素的含氮化合物或/和含氢化合物中的一种或二种以上以及载体；

所述催化剂主体与添加剂的质量比为的范围为1000:1至1:500。

2.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于：

所述的主族元素的含氮或/和含氢化合物的分子式为：M_xN_yH_m(3y-nx)，其中M为ⅠA、ⅡA、ⅢA族元素中的一种或二种以上，n(可为1,2,3)为M的化学价态，m可为1，-1)为H的化学价态，当m＝1时，分子式为M_xN_yH_3y-nx，x＝1～3，y＝1～3；当m＝-1时，分子式为M_xN_yH_nx-3y，x＝1～4，y＝0～1。

3.如权利要求1或2所述的催化剂，其特征在于：所述的主族元素为Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Al中的一种或二种以上的混合物。

4.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述的载体为Li₂O、MgO、CaO、SrO、BaO、Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、ZrO₂、CeO₂、BN、Si₃N₄、Mg₃N₂、Ca₃N₂、AlN、分子筛、碳材料、金属有机骨架材料(MOFs)中的一种或二种以上的组合，催化剂中载体的质量为20-99wt％。

5.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述的氮化铬为CrN、Cr₂N等氮化物中的一种或二种以上的组合。

6.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述的金属铬合金为：ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB或ⅧB族元素中的一种或二种以上的与Cr组合成的二元或三元以上的金属合金，或ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB或ⅧB族元素，优选如Ti、Zr、V、Nb、Ta、Mo、W、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt中的一种或二种以上的与Cr组合成的二元或三元以上的金属合金；或ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB或ⅧB族元素中的一种或二种以上的与Cr及C和/或N之间形成的二元或三元以上的合金，优选如Ti、Zr、V、Nb、Ta、Mo、W、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt中的一种或二种以上的与Cr及C和/或N之间形成的二元或三元以上的合金。

7.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述催化剂主体与添加剂的质量比的较优范围为200:1至1:100。

8.一种权利要求1-7任一所述催化剂的应用，其特征在于：

所述催化剂用于氨合成时的操作条件：样品在氮氢混合气(体积比N₂：H₂＝1:3)中升温至200-500摄氏度(优选300度)，总压力为1-30atm，反应气流速为1.8-2.4L/h，用常规电导率方法检测氨气的生成速率；

所述催化剂用于氨分解时的操作条件：样品在反应气氛(体积含量1-100％(优选5％)NH₃/Ar或纯氨气)中升至300-600摄氏度的反应温度，产物组成采用气相色谱进行在线分析。