Ni-Ir/AlO负载型催化剂的制备及其用于水合肼分解制氢性能

作     者：杜宗罡 徐涛 李宁 李文生 邢钢 巨璐 赵利华 吴华 田育成 

作者机构：西安航天动力试验技术研究所 

出 版 物：《金属学报》 (Acta Metallurgica Sinica)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：陕西省特种能源化学与材料重点实验室开放基金项目SPCF-SKL-2020-0006 

主　　题：催化剂 水合肼 制氢 反应动力学 

摘      要：采用一种简单的浸渍-还原工艺制备出镍-铱/氧化铝(Ni-Ir/Al2O3)负载型催化剂用于水合肼(N2H4·H2O)催化分解制氢。该催化剂是将活性组分Ni-Ir负载于颗粒状Al2O3载体上制备而成，采用TEM、XRD、XPS、BET和H2-TPD等对其结构进行表征，并结合N2H4·H2O催化分解制氢实验开展了催化剂配方优化、催化反应动力学及循环耐久性研究。结果表明，粒径约2～4 nm的Ni-Ir合金活性金属均匀负载于Al2O3载体表面，Ni60Ir40/Al2O3催化剂在293～353K温度范围内均表现出优异的肼催化分解活性(200 h-1)，在该宽温域范围内的制氢选择性高达99%以上，且该催化剂具有优异的耐久性，在303K条件下循环5次后仍保持99%以上的氢选择性，而反应速率仅由249.2h-1略减至225.0h-1，活性衰减约9.7%。此外，对N2H4·H2O分解制氢反应动力学及各相关参数的影响进行了研究，包括温度、N2H4·H2O浓度、 NaOH助剂浓度和催化剂用量，得到其反应动力学方程为r=-k[N2H4·H2O]0.346/0.054[NaOH]0.307[Catalyst]1.004，并初步探究了催化剂在制氢反应过程的活性衰减原因。