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本发明提供一种高效温和合成氨催化剂及其制备方法和应用。本发明通过采用氢氟酸刻蚀制备层状的Mo2CTx,然后通过球磨法将Mo2CTx与氢化物复合,再经过高温焙烧还原后得到氢化物修饰的Mo基合成氨催化剂。其中,Mo2CTx可以活化N2,氢化物可以活化H2,使其在温和合成氨反应中呈现较强的催化活性。其中,Mo2CTx负载量为40%的Mo2CTx/ZrH2在400℃和1MPa下的氨合成速率可达16.2mmolgcat?1h?1。本发明提供的催化剂制备方法较为简便,催化剂易于成型,有利于工业应用且大大降低了成本,因而具有极强的工业应用前景。