一种用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂的制备方法

摘要

本发明提供一种用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂的制备方法，包括步骤S1氧化铝前驱体的制备；S2催化剂载体的制备；S3催化剂的制备。本发明采用Al2O3为载体，碱性金属氧化物为活性组分，通过浸渍法制备出非均相固体催化剂，氧化铝负载碱性氧化物活性组分后，催化剂可以暴露出更多的催化活性位，有利于尿素催化水解反应的发生。本发明制得的非均相固体催化剂物理化学性质稳定，水热稳定性好，长期使用活性组分不易流失，可重复利用，制备成本低；同时该催化剂可以降低操作温度和压力，减少蒸汽消耗，降低系统的运行成本。

说明书

技术领域

本发明涉及烟气脱硝技术领域，尤其涉及一种用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂的制备方法，属于大气污染控制技术领域。

背景技术

选择性催化还原(SCR)脱硝技术因效率较高，在国内外得到广泛应用。SCR脱硝技术常用的还原剂有液氨、氨水和尿素。液氨和氨水属于危险化学品，对运输、接卸都存在较大安全隐患，若发生泄漏将会对电厂的安全生产、周围居民及生态环境产生影响。而尿素是一种无毒性无害处的化学制品，它具有良好的性能指标和操作控制安全性，其化学性质稳定不会突然地发生爆炸，完全没有危险性。燃煤电厂将脱硝还原剂由液氨升级为尿素是势在必行的。尿素催化水解制氨技术具有反应温度低、反应速度快、响应时间短等优点已被广泛应用。但尿素催化水解制氨技术目前普遍采用液体酸或碱作催化剂，反应体系处于均相催化的状态，需要定期投放均相催化剂，反应完成后均相催化剂不易回收利用，存在运行成本高、对设备腐蚀性强等问题。

尿素非均相催化水解制氨技术以其固液易分离，运行费用低等优点，有望成为一种很有前景的尿素催化水解制氨技术。非均相催化剂一般采用金属或金属氧化物作催化剂，但存在制备成本高、活性位暴露少等缺点。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂的制备方法，该方法采用固相法制备的Al

为达到以上目的，本发明技术方案如下：

一种用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1氧化铝前驱体的制备：室温下分别充分研磨铝盐粉末和碳酸氢铵粉末，在碳酸氢铵粉中添加结构助剂并混合均匀，再将两种粉末混合研磨至变成乳白色膏状物质，将乳白色膏状物质置于晶化釜中老化，然后用去离子水洗涤、抽滤、干燥，得氧化铝前驱体碳酸铝铵(AACH)粉体；其中铝盐∶碳酸氢铵∶结构助剂的摩尔比为1～2∶4～10∶0～0.10；

S2催化剂载体的制备：将步骤S1所得碳酸铝铵粉体、润滑剂和孔结构改性剂混匀，缓慢滴加黏结剂，充分捏合为湿物料；将湿物料送入挤条机，在挤压力作用下从另一端挤出，切粒、整形后获得成型的湿载体，自然晾干后干燥，再置于马弗炉中，升温至250～1200℃焙烧3～6h，得催化剂载体；所述碳酸铝铵粉体、润滑剂、孔结构改性剂和黏结剂的质量比为50～80∶1～10∶0.5～5∶10～60；

S3催化剂的制备：

S3.1测定催化剂载体的吸水率：

步骤S2所得催化剂载体干燥后称重，放入表面皿滴加蒸馏水至催化剂载体不再吸水，去除催化剂载体表面多余水分，再次称重，计算得催化剂载体的吸水率；

S3.2等体积浸渍：

根据步骤S3.1所得催化剂载体的吸水率计算吸水量、即为溶剂水量，根据催化剂的负载量(5％～30％)计算活性组分的量，取对应量的溶剂水并称取含有对应量活性组分的硝酸盐、铵盐或碳酸盐配制成浸渍液，在20～60℃下将浸渍液与催化剂载体混合均匀，静置后干燥至恒重，然后在450～600℃焙烧2～8h，制得用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂；所述活性组分为MgO、CaO、MoO

前述用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂的制备方法，步骤S1中：所述铝盐为硝酸铝、硫酸铝或氯化铝；所述结构助剂为PEG-200、PEG-400、PEG-600、PEG-800或丙三醇；所述乳白色膏状物质在60～150℃老化6～48h；所述干燥为100～120℃干燥2～12h。

前述用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂的制备方法，步骤S2中：所述润滑剂为田菁粉、滑石粉、石墨、聚丙烯酰胺、石蜡、硬脂酸中的一种或几种；所述孔结构改性剂为纳米炭黑、碳纳米纤维、玻璃纤维中的一种或几种；所述黏结剂采用可溶性酸和水配制而成的酸性胶溶剂，其中可溶性酸和水的质量比为1～10∶80～120。

前述用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂的制备方法，所述可溶性酸为硝酸、盐酸、乙酸、甲酸、柠檬酸、三氯乙酸、丙二酸中的一种或几种。

前述用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂的制备方法，步骤S2中：所述湿载体自然晾干后在100～120℃烘箱中干燥2～8h；所述焙烧升温速率为2～10℃/min；所述湿物料从挤条机另一端挤出的截面形状与模具孔板开孔的截面形状相同，为圆形、三叶形或四叶形。

前述用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂的制备方法，步骤S2所制得催化剂载体类型为η-Al

前述用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂的制备方法，步骤S3.1中，所述催化剂载体在100～120℃的烘箱中干燥2～5h后称重。

前述用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂的制备方法，步骤S3.2中：所述静置时间为6～24h；静置后在100～120℃下烘干至恒重。

前述用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂的制备方法，其中步骤S1和S2可替换为：

S1′氧化铝的制备：采用水热法、溶剂热法或溶胶-凝胶法制得氧化铝粉体；

S2′催化剂载体的制备：将步骤S1′所得氧化铝粉体、润滑剂和孔结构改性剂混匀，缓慢滴加黏结剂，充分捏合为湿物料；将湿物料送入挤条机，在挤压力作用下从另一端挤出，切粒、整形后获得成型的湿载体，自然晾干后干燥，再置于马弗炉中，升温至250～1200℃焙烧3～6h，得催化剂载体；所述氧化铝粉体、润滑剂、孔结构改性剂和黏结剂的质量比为50～80∶1～10∶0.5～5∶10～60。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明公开了一种用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂的制备方法，该方法采用固相法制备的Al

附图说明

图1为实施例2中所得γ-Al

图2为实施例2中所得γ-Al

图3为实施例2中所得氧化铝的前驱体碳酸铝铵(AACH)的TG-DSC曲线。

具体实施方式

表1不同实施例的设计条件

本发明实施例1：一种用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂的制备方法：

S1氧化铝前驱体的制备：室温下分别充分研磨硝酸铝粉末和碳酸氢铵粉末，硝酸铝∶碳酸氢铵的摩尔比为1∶4；然后将两种粉末混合，继续研磨至变成乳白色膏状物质；将乳白色膏状物质置于晶化釜中80℃老化7h，然后用去离子水洗涤、抽滤，120℃干燥6h，得氧化铝前驱体碳酸铝铵粉体；

S2催化剂载体的制备：将步骤S1所得碳酸铝铵粉体、润滑剂(田菁粉)和孔结构改性剂(纳米炭黑)混匀，缓慢滴加黏结剂(由质量比为1∶20的硝酸和水配制而成的酸性胶溶剂)，充分捏合为湿物料，碳酸铝铵粉体、田菁粉、纳米炭黑和黏结剂的质量比为60∶3∶1∶20；将湿物料送入挤条机，在挤压力作用下从另一端挤出，其截面形状为模具孔板开孔的截面形状三叶形，切粒、整形后获得成型的湿载体，自然晾干后在120℃烘箱中干燥4h，再置于马弗炉中，以4℃/min升温至500℃焙烧4h，得γ-Al

S3催化剂的制备：

S3.1测定催化剂载体的吸水率：

步骤S2所得催化剂载体在100℃的烘箱中干燥3h，称重后，放入表面皿滴加蒸馏水至催化剂载体不再吸水，用滤纸轻轻吸取载体表面多余的水分，再次称重，计算得催化剂载体的吸水率；

S3.2等体积浸渍：

根据步骤S3.1所得催化剂载体的吸水率计算吸水量、即为溶剂水量，根据催化剂15％的负载量计算活性组分MgO的量，取对应量的溶剂水并称取含有对应量镁的六水硝酸镁配制成浸渍液，在50℃下将浸渍液与催化剂载体混合均匀，静置8h后100℃下烘干至恒重，然后在500℃焙烧2h，制得用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂。

实施例2：一种用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂的制备方法：

S1氧化铝前驱体的制备：室温下分别充分研磨硝酸铝粉末和碳酸氢铵粉末，在碳酸氢铵粉中添加结构助剂(PEG-400)并混合均匀，硝酸铝∶碳酸氢铵∶PEG-400的摩尔比为1∶4∶0.036；然后将两种粉末混合，继续研磨至变成乳白色膏状物质；将乳白色膏状物质置于晶化釜中80℃老化7h，然后用去离子水洗涤、抽滤，120℃干燥6h，得氧化铝前驱体碳酸铝铵粉体；

S2催化剂载体的制备：将步骤S1所得碳酸铝铵粉体、润滑剂(田菁粉)和孔结构改性剂(纳米炭黑)混匀，缓慢滴加黏结剂(由质量比为1∶20的硝酸和水配制而成的酸性胶溶剂)，充分捏合为湿物料；碳酸铝铵粉体、田菁粉、纳米炭黑和黏结剂的质量比为60∶3∶0.5∶20；将湿物料送入挤条机，在外部挤压力的作用下从另一端挤出，其截面形状为模具孔板开孔的截面形状三叶形，切粒、整形后获得成型的湿载体，自然晾干后在120℃烘箱中干燥4h，再置于马弗炉中，以4℃/min升温至500℃焙烧4h，得γ-Al

S3催化剂的制备：

S3.1测定催化剂载体的吸水率：

步骤S2所得催化剂载体在100℃的烘箱中干燥3h，称重后，放入表面皿滴加蒸馏水至催化剂载体不再吸水，用滤纸轻轻吸取载体表面多余的水分，再次称重，计算得催化剂载体的吸水率；

S3.2等体积浸渍：

根据步骤S3.1所得催化剂载体的吸水率计算吸水量、即为溶剂水量，根据催化剂15％的负载量计算活性组分MgO的量，取对应量的溶剂水并称取含有对应量镁的六水硝酸镁配制成浸渍液，在50℃下将浸渍液与催化剂载体混合均匀，静置8h后100℃下烘干至恒重，然后在500℃焙烧2h，制得用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂。

实施例3：一种用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂的制备方法：

S1氧化铝前驱体的制备：室温下分别充分研磨硝酸铝粉末和碳酸氢铵粉末，在碳酸氢铵粉中添加结构助剂(PEG-200)并混合均匀，硝酸铝∶碳酸氢铵∶PEG-200的摩尔比为1∶4∶0.036；然后将两种粉末混合，继续研磨至变成乳白色膏状物质；将乳白色膏状物质置于晶化釜中80℃老化7h，然后用去离子水洗涤、抽滤，100℃干燥2h，得氧化铝前驱体碳酸铝铵粉体；

S2催化剂载体的制备：将步骤S1所得碳酸铝铵粉体、润滑剂(滑石粉)和孔结构改性剂(碳纳米纤维)混匀，缓慢滴加黏结剂(由质量比为1∶120的盐酸和水配制而成的酸性胶溶剂)，充分捏合为湿物料；碳酸铝铵粉体、滑石粉、碳纳米纤维和黏结剂的质量比为60∶3∶1∶20；将湿物料送入挤条机，在外部挤压力的作用下从另一端挤出，其截面形状为模具孔板开孔的截面形状三叶形，切粒、整形后获得成型的湿载体，自然晾干后在100℃烘箱中干燥8h，再置于马弗炉中，以2℃/min升温至1100℃焙烧3h，得a-Al

S3催化剂的制备：

S3.1测定催化剂载体的吸水率：

步骤S2所得催化剂载体在110℃的烘箱中干燥4h，称重后，放入表面皿滴加蒸馏水至催化剂载体不再吸水，用滤纸轻轻吸取载体表面多余的水分，再次称重，计算得催化剂载体的吸水率；

S3.2等体积浸渍：

根据步骤S3.1所得催化剂载体的吸水率计算吸水量、即为溶剂水量，根据催化剂15％的负载量计算活性组分MgO的量，取对应量的溶剂水并称取含有对应量镁的六水硝酸镁配制成浸渍液，在50℃下将浸渍液与催化剂载体混合均匀，静置6h后100℃下烘干至恒重，然后在450℃焙烧4h，制得用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂。

实施例4：一种用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂的制备方法：

S1氧化铝前驱体的制备：室温下分别充分研磨硫酸铝粉末和碳酸氢铵粉末，在碳酸氢铵粉中添加结构助剂(PEG-600)并混合均匀，硫酸铝∶碳酸氢铵∶PEG-600的摩尔比为1∶4∶0.036；然后将两种粉末混合，继续研磨至变成乳白色膏状物质；将乳白色膏状物质置于晶化釜中150℃老化6h，然后用去离子水洗涤、抽滤，100℃干燥11h，得氧化铝前驱体碳酸铝铵粉体；

S2催化剂载体的制备：将步骤S1所得碳酸铝铵粉体、润滑剂(聚丙烯酰胺)和孔结构改性剂(纳米炭黑)混匀，缓慢滴加黏结剂(由质量比为1∶80的柠檬酸和水配制而成的酸性胶溶剂)，充分捏合为湿物料；碳酸铝铵粉体、聚丙烯酰胺、纳米炭黑和黏结剂的质量比为50∶1∶8∶15；将湿物料送入挤条机，在外部挤压力的作用下从另一端挤出，其截面形状为模具孔板开孔的截面形状三叶形，切粒、整形后获得成型的湿载体，自然晾干后在100℃烘箱中干燥6h，再置于马弗炉中，以4℃/min升温至450℃焙烧6h，得γ-Al

S3催化剂的制备：

S3.1测定催化剂载体的吸水率：

步骤S2所得催化剂载体在110℃的烘箱中干燥2h，称重后，放入表面皿滴加蒸馏水至催化剂载体不再吸水，用滤纸轻轻吸取载体表面多余的水分，再次称重，计算得催化剂载体的吸水率；

S3.2等体积浸渍：

根据步骤S3.1所得催化剂载体的吸水率计算吸水量、即为溶剂水量，根据催化剂30％的负载量计算活性组分Cr

实施例5：一种用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂的制备方法：

S1氧化铝前驱体的制备：室温下分别充分研磨硝酸铝粉末和碳酸氢铵粉末，在碳酸氢铵粉中添加结构助剂(PEG-800)并混合均匀，硝酸铝∶碳酸氢铵∶PEG-800的摩尔比为1∶4∶0.01；然后将两种粉末混合，继续研磨至变成乳白色膏状物质；将乳白色膏状物质置于晶化釜中80℃老化7h，然后用去离子水洗涤、抽滤，120℃干燥5h，得氧化铝前驱体碳酸铝铵粉体；

S2催化剂载体的制备：将步骤S1所得碳酸铝铵粉体、润滑剂(石墨)和孔结构改性剂(纳米炭黑)混匀，缓慢滴加黏结剂(由质量比为1∶20的乙酸和水配制而成的酸性胶溶剂)，充分捏合为湿物料；碳酸铝铵粉体、石墨、纳米炭黑和黏结剂的质量比为60∶3∶1∶20；将湿物料送入挤条机，在外部挤压力的作用下从另一端挤出，其截面形状为模具孔板开孔的截面形状三叶形，切粒、整形后获得成型的湿载体，自然晾干后在120℃烘箱中干燥4h，再置于马弗炉中，以4℃/min升温至500℃焙烧5h，得γ-Al

S3催化剂的制备：

S3.1测定催化剂载体的吸水率：

步骤S2所得催化剂载体在100℃的烘箱中干燥5h，称重后，放入表面皿滴加蒸馏水至催化剂载体不再吸水，用滤纸轻轻吸取载体表面多余的水分，再次称重，计算得催化剂载体的吸水率；

S3.2等体积浸渍：

根据步骤S3.1所得催化剂载体的吸水率计算吸水量、即为溶剂水量，根据催化剂15％的负载量计算活性组分MgO的量，取对应量的溶剂水并称取含有对应量镁的六水硝酸镁配制成浸渍液，在50℃下将浸渍液与催化剂载体混合均匀，静置10h后120℃下烘干至恒重，然后在500℃焙烧6h，制得用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂。

实施例6：一种用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂的制备方法：

S1氧化铝前驱体的制备：室温下分别充分研磨硝酸铝粉末和碳酸氢铵粉末，在碳酸氢铵粉中添加结构助剂(丙三醇)并混合均匀，硝酸铝∶碳酸氢铵∶丙三醇的摩尔比为1∶4∶0.1；然后将两种粉末混合，继续研磨至变成乳白色膏状物质；将乳白色膏状物质置于晶化釜中80℃老化7h，然后用去离子水洗涤、抽滤，120℃干燥3h，得氧化铝前驱体碳酸铝铵粉体；

S2催化剂载体的制备：将步骤S1所得碳酸铝铵粉体、润滑剂(石蜡)和孔结构改性剂(碳纳米纤维)混匀，缓慢滴加黏结剂(由质量比为1∶20的三氯乙酸和水配制而成的酸性胶溶剂)，充分捏合为湿物料；碳酸铝铵粉体、石蜡、碳纳米纤维和黏结剂的质量比为60∶3∶0.5∶20；将湿物料送入挤条机，在外部挤压力的作用下从另一端挤出，其截面形状为模具孔板开孔的截面形状三叶形，切粒、整形后获得成型的湿载体，自然晾干后在120℃烘箱中干燥2h，再置于马弗炉中，以10℃/min升温至500℃焙烧4h，得γ-Al

S3催化剂的制备：

S3.1测定催化剂载体的吸水率：

步骤S2所得催化剂载体在100℃的烘箱中干燥3h，称重后，放入表面皿滴加蒸馏水至催化剂载体不再吸水，用滤纸轻轻吸取载体表面多余的水分，再次称重，计算得催化剂载体的吸水率；

S3.2等体积浸渍：

根据步骤S3.1所得催化剂载体的吸水率计算吸水量、即为溶剂水量，根据催化剂15％的负载量计算活性组分MgO的量，取对应量的溶剂水并称取含有对应量镁的六水硝酸镁配制成浸渍液，在50℃下将浸渍液与催化剂载体混合均匀，静置12h后110℃下烘干至恒重，然后在500℃焙烧7h，制得用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂。

实施例7：一种用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂的制备方法：

S1氧化铝前驱体的制备：室温下分别充分研磨硝酸铝粉末和碳酸氢铵粉末，在碳酸氢铵粉中添加结构助剂(丙三醇)并混合均匀，硝酸铝∶碳酸氢铵∶丙三醇的摩尔比为1∶4∶0.036；然后将两种粉末混合，继续研磨至变成乳白色膏状物质；将乳白色膏状物质置于晶化釜中140℃老化24h，然后用去离子水洗涤、抽滤，110℃干燥8h，得氧化铝前驱体碳酸铝铵粉体；

S2催化剂载体的制备：将步骤S1所得碳酸铝铵粉体、润滑剂(田菁粉、硬脂酸和聚丙烯酰胺)和孔结构改性剂(纳米炭黑)混匀，缓慢滴加黏结剂(由质量比为1∶20的丙二酸和水配制而成的酸性胶溶剂)，充分捏合为湿物料；碳酸铝铵粉体、润滑剂(田菁粉、硬脂酸和聚丙烯酰胺)、纳米炭黑和黏结剂的质量比为60∶3∶1∶20；将湿物料送入挤条机，在外部挤压力的作用下从另一端挤出，其截面形状为模具孔板开孔的截面形状三叶形，切粒、整形后获得成型的湿载体，自然晾干后在120℃烘箱中干燥3h，再置于马弗炉中，以4℃/min升温至500℃焙烧4h，得γ-Al

S3催化剂的制备：

S3.1测定催化剂载体的吸水率：

步骤S2所得催化剂载体在100℃的烘箱中干燥3h，称重后，放入表面皿滴加蒸馏水至催化剂载体不再吸水，用滤纸轻轻吸取载体表面多余的水分，再次称重，计算得催化剂载体的吸水率；

S3.2等体积浸渍：

根据步骤S3.1所得催化剂载体的吸水率计算吸水量、即为溶剂水量，根据催化剂15％的负载量计算活性组分MgO的量，取对应量的溶剂水并称取含有对应量镁的六水硝酸镁配制成浸渍液，在60℃下将浸渍液与催化剂载体混合均匀，静置14h后100℃下烘干至恒重，然后在500℃焙烧8h，制得用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂。

实施例8：一种用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂的制备方法：

S1氧化铝前驱体的制备：室温下分别充分研磨硝酸铝粉末和碳酸氢铵粉末，在碳酸氢铵粉中添加结构助剂(PEG-200)并混合均匀，硝酸铝∶碳酸氢铵∶PEG-200的摩尔比为1∶2∶0.05；然后将两种粉末混合，继续研磨至变成乳白色膏状物质；将乳白色膏状物质置于晶化釜中80℃老化7h，然后用去离子水洗涤、抽滤，100℃干燥12h，得氧化铝前驱体碳酸铝铵粉体；

S2催化剂载体的制备：将步骤S1所得碳酸铝铵粉体、润滑剂(田菁粉、石墨)和孔结构改性剂(纳米炭黑)混匀，缓慢滴加黏结剂(由质量比为1∶80的硝酸和水配制而成的酸性胶溶剂)，充分捏合为湿物料；碳酸铝铵粉体、润滑剂(田菁粉、石墨)、纳米炭黑和黏结剂的质量比为50∶1∶0.5∶15；将湿物料送入挤条机，在外部挤压力的作用下从另一端挤出，其截面形状为模具孔板开孔的截面形状三叶形，切粒、整形后获得成型的湿载体，自然晾干后在110℃烘箱中干燥4h，再置于马弗炉中，以4℃/min升温至500℃焙烧4h，得γ-Al

S3催化剂的制备：

S3.1测定催化剂载体的吸水率：

步骤S2所得催化剂载体在120℃的烘箱中干燥3h，称重后，放入表面皿滴加蒸馏水至催化剂载体不再吸水，用滤纸轻轻吸取载体表面多余的水分，再次称重，计算得催化剂载体的吸水率；

S3.2等体积浸渍：

根据步骤S3.1所得催化剂载体的吸水率计算吸水量、即为溶剂水量，根据催化剂5％的负载量计算活性组分CaO的量，取对应量的溶剂水并称取含有对应量钙的硝酸钙配制成浸渍液，在50℃下将浸渍液与催化剂载体混合均匀，静置16h后100℃下烘干至恒重，然后在500℃焙烧2h，制得用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂。

实施例9：一种用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂的制备方法：

S1氧化铝前驱体的制备：室温下分别充分研磨硝酸铝粉末和碳酸氢铵粉末，在碳酸氢铵粉中添加结构助剂(PEG-400)并混合均匀，硝酸铝∶碳酸氢铵∶PEG-400的摩尔比为1∶4∶0.036；然后将两种粉末混合，继续研磨至变成乳白色膏状物质；将乳白色膏状物质置于晶化釜中80℃老化7h，然后用去离子水洗涤、抽滤，120℃干燥2h，得氧化铝前驱体碳酸铝铵粉体；

S2催化剂载体的制备：将步骤S1所得碳酸铝铵粉体、润滑剂(硬脂酸)和孔结构改性剂(纳米炭黑)混匀，缓慢滴加黏结剂(由质量比为1∶24的甲酸和水配制而成的酸性胶溶剂)，充分捏合为湿物料；碳酸铝铵粉体、硬脂酸、纳米炭黑和黏结剂的质量比为60∶3∶1∶20；将湿物料送入挤条机，在外部挤压力的作用下从另一端挤出，其截面形状为模具孔板开孔的截面形状三叶形，切粒、整形后获得成型的湿载体，自然晾干后在120℃烘箱中干燥4h，再置于马弗炉中，以6℃/min升温至500℃焙烧4h，得γ-Al

S3催化剂的制备：

S3.1测定催化剂载体的吸水率：

步骤S2所得催化剂载体在120℃的烘箱中干燥5h，称重后，放入表面皿滴加蒸馏水至催化剂载体不再吸水，用滤纸轻轻吸取载体表面多余的水分，再次称重，计算得催化剂载体的吸水率；

S3.2等体积浸渍：

根据步骤S3.1所得催化剂载体的吸水率计算吸水量、即为溶剂水量，根据催化剂25％的负载量计算活性组分MgO的量，取对应量的溶剂水并称取含有对应量镁的六水硝酸镁配制成浸渍液，在50℃下将浸渍液与催化剂载体混合均匀，静置18h后100℃下烘干至恒重，然后在500℃焙烧2h，制得用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂。

实施例10：一种用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂的制备方法：

S1氧化铝前驱体的制备：室温下分别充分研磨硝酸铝粉末和碳酸氢铵粉末，在碳酸氢铵粉中添加结构助剂(PEG-400)并混合均匀，硝酸铝∶碳酸氢铵∶PEG-400的摩尔比为1∶4∶0.036；然后将两种粉末混合，继续研磨至变成乳白色膏状物质；将乳白色膏状物质置于晶化釜中80℃老化7h，然后用去离子水洗涤、抽滤，110℃干燥8h，得氧化铝前驱体碳酸铝铵粉体；

S2催化剂载体的制备：将步骤S1所得碳酸铝铵粉体、润滑剂(田菁粉)和孔结构改性剂(纳米炭黑)混匀，缓慢滴加黏结剂(由质量比为1∶16的(硝酸+三氯乙酸+丙二酸)和水配制而成的酸性胶溶剂)，充分捏合为湿物料；碳酸铝铵粉体、田菁粉、纳米炭黑和黏结剂的质量比为60∶3∶1∶20；将湿物料送入挤条机，在外部挤压力的作用下从另一端挤出，其截面形状为模具孔板开孔的截面形状四叶形，切粒、整形后获得成型的湿载体，自然晾干后在120℃烘箱中干燥4h，再置于马弗炉中，以8℃/min升温至500℃焙烧4h，得γ-Al

实施例11：一种用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂的制备方法：

S1氧化铝前驱体的制备：室温下分别充分研磨硝酸铝粉末和碳酸氢铵粉末，在碳酸氢铵粉中添加结构助剂(PEG-600)并混合均匀，硝酸铝∶碳酸氢铵∶PEG-600的摩尔比为1∶5∶0.05；然后将两种粉末混合，继续研磨至变成乳白色膏状物质；将乳白色膏状物质置于晶化釜中60℃老化48h，然后用去离子水洗涤、抽滤，120℃干燥7h，得氧化铝前驱体碳酸铝铵粉体；

S2催化剂载体的制备：将步骤S1所得碳酸铝铵粉体、润滑剂(田菁粉)和孔结构改性剂(纳米炭黑)混匀，缓慢滴加黏结剂(由质量比为1∶12的硝酸和水配制而成的酸性胶溶剂)，充分捏合为湿物料；碳酸铝铵粉体、田菁粉、纳米炭黑和黏结剂的质量比为80∶10∶5∶60；将湿物料送入挤条机，在外部挤压力的作用下从另一端挤出，其截面形状为模具孔板开孔的截面形状圆形，切粒、整形后获得成型的湿载体，自然晾干后在110℃烘箱中干燥5h，再置于马弗炉中，以4℃/min升温至600℃焙烧3h，得γ-Al

S3催化剂的制备：

S3.1测定催化剂载体的吸水率：

步骤S2所得催化剂载体在120℃的烘箱中干燥5h，称重后，放入表面皿滴加蒸馏水至催化剂载体不再吸水，用滤纸轻轻吸取载体表面多余的水分，再次称重，计算得催化剂载体的吸水率；

S3.2等体积浸渍：

根据步骤S3.1所得催化剂载体的吸水率计算吸水量、即为溶剂水量，根据催化剂15％的负载量计算活性组分MoO

实施例12：一种用于尿素水解制氨的非均相固体催化剂的制备方法：

S1氧化铝前驱体的制备：室温下分别充分研磨氯化铝粉末和碳酸氢铵粉末，在碳酸氢铵粉中添加结构助剂(丙三醇)并混合均匀，氯化铝∶碳酸氢铵∶丙三醇的摩尔比为1∶4∶0.036；然后将两种粉末混合，继续研磨至变成乳白色膏状物质；将乳白色膏状物质置于晶化釜中80℃老化7h，然后用去离子水洗涤、抽滤，100℃干燥9h，得氧化铝前驱体碳酸铝铵粉体；

S2催化剂载体的制备：将步骤S1所得碳酸铝铵粉体、润滑剂(田菁粉)和孔结构改性剂(玻璃纤维)混匀，缓慢滴加黏结剂(由质量比为1∶20的(硝酸+三氯乙酸)和水配制而成的酸性胶溶剂)，充分捏合为湿物料；碳酸铝铵粉体、田菁粉、玻璃纤维和黏结剂的质量比为60∶3∶1∶20；将湿物料送入挤条机，在外部挤压力的作用下从另一端挤出，其截面形状为模具孔板开孔的截面形状四叶形，切粒、整形后获得成型的湿载体，自然晾干后在120℃烘箱中干燥4h，再置于马弗炉中，以4℃/min升温至500℃焙烧4h，得γ-Al

S3催化剂的制备：

S3.1测定催化剂载体的吸水率：

步骤S2所得催化剂载体在120℃的烘箱中干燥5h，称重后，放入表面皿滴加蒸馏水至催化剂载体不再吸水，用滤纸轻轻吸取载体表面多余的水分，再次称重，计算得催化剂载体的吸水率；

S3.2等体积浸渍：

根据步骤S3.1所得催化剂载体的吸水率计算吸水量、即为溶剂水量，根据催化剂15％的负载量计算活性组分V

上述实施例1-12中步骤S1和S2可替换为：

S1′氧化铝的制备：采用水热法、溶剂热法或溶胶-凝胶法制备氧化铝粉体；

S2′催化剂载体的制备：将步骤S1′所得氧化铝粉体、润滑剂和孔结构改性剂混匀，缓慢滴加黏结剂，充分捏合为湿物料；氧化铝粉体、润滑剂、孔结构改性剂和黏结剂的质量比为50～80∶1～10∶0.5～5∶10～60；将湿物料送入挤条机，在挤压力作用下从另一端挤出，切粒、整形后获得成型的湿载体，自然晾干后干燥，再置于马弗炉中，升温至250～1200℃焙烧3～6h，得催化剂载体；采用水热法、溶剂热法、溶胶-凝胶法均可制得η-Al

本发明实施例制得非均相固体催化剂的性能测试结果如下：

(1)非均相固体催化剂的织构性能

表2非均相固体催化剂的织构性能

(2)非均相固体催化剂的评价

称取5g非均相固体催化剂于带有磁力搅拌功能的高压反应釜中，再精确移取100mL质量分数为50％的尿素水溶液，将反应釜放入油浴锅中，在130℃和0.40MPa下水解反应90min，测定水解液中尿素的浓度，算出尿素的转化率。收集的非均相固体催化剂经洗涤后，在120℃干燥4h，然后在500℃焙烧6h，测试非均相固体催化剂的重复使用性能。

表3采用不同非均相固体催化剂尿素的转化率(/％)

表4非均相固体催化剂的重复使用性能

本发明中催化剂载体的形成原理：

碱式碳酸铝铵热分解形成氧化铝的反应如下：

2NH

通过试样的TG-DSC曲线确定热分解生成氧化铝的焙烧温度。由图3可以看出失重主要发生在160℃～380℃范围内，TG曲线上失重率为60％，对应的DTA曲线有一很强的放热峰，峰值为200℃，可能是由于碱式碳酸铝铵分解而形成的。