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学兔兔 第3期 赵朝晖等：氮化条件对负载型氮化钴钼催化剂结构及氨分解活性的影响 氮化条件对负载型氮化钴钼催化剂结构及氨分解活性的影响 赵朝晖 ，邹汉波 ，林维明 (1．广州大学 化学化工学院，广东广州 510006；2．华南理工大学化学与化工学院，广东广州510641) 摘要：采用等体积浸渍法结合程序升温还原技术制备了一系列碳纳米管负载的钴钼氮化物催化剂，考察了氮化空速、氮化 气比例等制备条件对其催化性能的影响；结合XRD、BET、元素分析等表征手段，研究了催化剂的物化性能。研究结果表明：在 XRD图谱中出现了Co，Mo，N的微弱衍射峰；元素分析结果表明催化剂结构中的确有N元素的引入；氮化空速、氮化气比例对 催化剂的性能有较大影响，当氮化空速为10000h～，氢氮体积比为5：1，反应温度为600％时，Co3Mo3N／CNTs催化剂的活性最好， 氨分解率达到98．72％。 关键词：钴；钼；氮化物；碳纳米管；氨分解；制氢；催化剂 中图分类号：O 643 文献标识码：A 文章编号：1001-9219(2011)03一ol·04 氢能作为21世纪极具潜力的绿色清洁能源， 量的研究。如何在温和条件下制备出高比表面、高 它的开发和利用成为各国学者普遍关注的主要方 催化活性的金属氮化物是目前研究中遇到的技术 向之一。质子交换膜燃料电池是氢能利用的最有效 难点。本文在NdH：气氛中合成了碳纳米管负载的 手段，要实现其规模化商业应用首先要解决的是 钴钼双组份金属氮化物，并考察了氮化空速、氮化 廉价的可持续生产的氢源的提供和氢的储存问题 气体组成对其催化性能的影响，采用XRD，BET，元 l】】 。 受关注的制氢方法有甲烷(天然气、沼气等)制 素分析等手段表征了催化剂的物化性能。 氢【2I3】、甲醇 或二甲醚[6-81重整制氢、乙醇重整制氢 [91 1 实验部分 、 汽(柴)油等液态烃重整制氢【砌、氨分解制氢等。氨 分解只生成氢气和氮气，不含易使电极中毒失活的 1．1 催化剂的合成 CO ，且氨具有较高的储氢密度、完备的生产技术和 1．1．1 碳纳米管载体的活化 运输技术、价格相对低廉，因此是解决燃料电池氢 将直径为10nm～20 nm的多壁碳纳米管 (深圳 源难题的有效途径之一【” 4】。氨分解制氢的关键技 纳米港有限公司)置于浓硝酸中，超声处理 15min， 术是高活性催化剂的研制，目前常用的氨解催化剂 形成墨状浆液，在140~C油浴中加热回流2h，待反 存在成本太高或低温活性差等缺点[IKlsq8I，因此，开 应产物冷却后，水洗抽滤，于120~C干燥24h，再研磨 发新一代氨解催化剂势在必行。 至所需的目数备用。 过渡金属氮化物是由N元素填入金属的晶格 1．1．2 催化剂前驱体的制备 中而形成的一种问充化合物，兼具共价固体、离子 金属组分Co、Mo的负载采用等体积浸渍法。将 晶体和过渡金属三种物质的特性，表现出类贵金属 一 定量的(NH4)6Mo，024·4H20和Co(NO~)2·6H20溶于 的催化性能，尤其在深度加氢脱硫，月_兑氮【】 】、氨合成 去离子水中，然后逐滴加入到碳纳米管中，超声处 与分解瞄刮、F_Tt~合成等涉氢反应中表现出优良的 理15rain使其分散均匀，在空气中静置24h，393K 催化活性。近年来，钼、镍、钨等‘笠， 单组份或双组份 空气气氛下干燥24h，再于773K氮