合成氨催化剂的研究进展
合成氨催化剂的研究进展
合成氨催化剂的研究进展第一篇：合成氨催化剂的研究进展合成氨催化剂的研究进展摘要：近20多年来，随着英国BP公司钌基催化剂的发明和我国亚铁基熔铁催化剂体系的创立，标志着合成氨催化剂进入了一个新的发展时期，本文主要介绍通过合成法合成的几种催化剂的研究进展。
关键字：合成氨；催化剂；合成法Abstract:Over the past 20 years, with the invention of the British BP ruthenium catalysts and creation of ferrous base molten iron catalyst system in our country, marked the ammonia synthesis catalyst has entered a new period of development, this paper mainly introduces through the several means of catalyst research progress of synthesis method of synthesis.Key Words: Ammonia;The catalyst;synthesis前言合成氨指由氮和氢气在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。
合成氨工业需要较低温度和压力下具有较高活性的催化剂。
90多年来，世界各国从未停止过合成氢催化剂的研究与开发。
目前，工业催化剂的催化效率在高温下已达90％以上，接近平衡氨浓度(因压力而异)。
例如，在15 MPa及475℃下，A301催化剂的催化效率接近100％。
要提高催化剂的活性，就只有降低反应温度．另一方面，工业合成氨的单程转化率只有15％～25％，大部分气体需要循环，从而增加了动力消耗。
为了提高单程转化率，也只有降低反应温度才有可能。
因此，合成氨催化剂研究总的发展趋势，就是开发低温高活性的新型催化剂，降低反应温度，提高氨的平衡转化率和单程转化率或实现低压合成氨。
合成氨催化剂研究综述
产 过 程 中 的 能源 消耗 。 才 高。 现 阶 段 我 国在 合 成 氨 催 化 剂 工 业 方 面 的 主 要 研 究 方 向 包 １ ． ４ 铁锰催化剂 。这种催 化剂 主要是将锰离子用于修饰工
业 Ａｌ ｌ ０ ． ３ 催 化剂 ，能够在 ２ ． １ ＭＰ ａ以及 ３ ０ ０ 度高温 下表现 出比 原催化剂更高的活性 。通过这一点研究 ，为低温高活性合成氨 催化剂的研究奠定 了基础 。 ２钌基催化剂研究 钌基催化剂也是负载型催化剂 的一种 ，与传 统催化及制各 方式存在较大 的差异性 ，主 要是通过浸渍法，将助剂与钌 的混 合物 负载 到载体 中，然 后通过 一系列的条件 ，最后还原和转化 为 高活性组分 。在 制备过程 中，载体不同 ，制备过程 以及钌基 催化 剂的活性等也呈现 出不 同的特点 。世界上关于钌基催化剂 制备载体的相关研究报道有很多 ，上个世纪三十年代相 关报道 中 ，报道 了钌基催化 剂活性 比铁 要低 ； 而在 上世纪七 十年代 ， 相关学者研究发现 ，如果将金属钾作为钌基促进 剂，并且载体 选用活性炭 ，能够 大大提 升钌基 催化 剂的活性 。而德国鲁尔大 学 中一项研 究表明 ，一种金 属钌、金属 钡 以及氧化 镁催化剂 ， 活性远远 高于钌基 催化剂 以及传 统的合成氨催化剂 。 在最近的十几年中 ，我 国国 内也对钌基合成氨催化剂进行 了大量的科研研究 ，并取得 了显著的成果 ，其 中碳纳米管 、活 性炭等合成氨催化剂的稳定性 、活性等 以及接近或领先 于世 界
化肥等的重要原料 。在合成氨生产过程 中，如何开发低温 高活 属钾 以及金属钡双助剂 的石 墨化 钌基催化剂实验开始 ，并建立 性的催化剂 ，有效 的降低合成氨过程 的反应温度 ，提 高氨单程 了钌基催化剂示 范性产业 工程。 转化率 以及平衡转化率 ，是合成氨 工业生产 中理想的 目标 。铁 然而工业合成 的过程 中，助剂 以及钌会与活性炭 发生 一定 基催化剂 以及钌基催化剂 的发 明，花 费了科研 工作者大量 的心 的化学反应 ， 如 甲烷化反应等 ， 对钌基 催化剂造 成较大的影响 ， 血 ，有效 的提升 了合成氨 的效 率，增强了合成氨的稳定性 。并 影响合成氨工 业生产。为 了能够提高合成氨制备 的稳 定性，近 且 随着我 国科研 水平 的提 升，合成氨催化 剂 的种类 越来越 多， 年来相关领域 的人员对钌基催化剂 中加入高稳 定性氧 化物 做 了 工艺越来越先进 ，对我 国化工 工业 发展做出 了巨大的贡献 。 详细 的工作 。另外，影响钌基催化剂产业化 的因素还 包括其工 １铁基催化 剂研 究 业成本 ，价格低廉的钌基催化剂也 是现 阶段 国 内主要 的研 究方 １ ． １ 传统熔铁型催化剂 ，这种 催化 剂主要成分为磁铁 ，然 向 之 一 。 后 加 入 Ｍｇ Ｏ、Ｃ ａ Ｏ、Ｋ ２ Ｏ、Ａｌ Ｏ 、Ｂ ａ Ｏ等 不 同的助 剂 ，形成 ３我 国对 合成氨催化剂的研究现状 分析 不同型号与功效的催化剂 ［ １ 】 。陈林深等人通过 Ｆ ｅ ¨ （ ｃ ） ０． Ｆ ｅ 我 国是现 阶段 世界 上氨 生产 量最大 的国家 ，每年对 合成 混合离子 以及氨 水，利用沉淀 的方式 ，制成 Ｆ ｅ Ｏ （ Ｆ ｅ ， Ｏ ）结 氨催化剂 的需求量高 达 ３ ０ ｋ ｔ 以上，但我 国合成氨单耗 量过大 ， 晶体，以此作 为催化剂 ，大大提 升了合成氨过程 Ｃ Ｏ 的转化率 ， 明显高于 国际平均水平 。 提升转化率到 ９ ７ ％。这种方法不仅简单 ，同时还 有有 效的利用 我 国已经逐步建立成 了亚铁基熔铁剂催化剂体系 ，有七种 废催 化剂 中的 Ｆ ｅ 离子 ，同时能够在 沉淀阶段 ，将一些有 用 的 型号 的含铬 的催化剂 ，主要是方便操作 ，有 效的降低 了合成氨 铁离子渗入 到尖 晶石结构 ，提 高了催化 剂的稳定性，增强 了催 操作的温度 ，在 一些 中小型合成氨 的设备装 置中 已经 大量 的推 广使用 。 化 效果 。 １ ． ２铁 ． 钴型催化剂 。 这种催化剂是王文祥等人 ， 通 过母体 ： 中石化 集 团名 下一 个催 化剂 生 产厂 家生 产 的 Ａ１ １ ０ ． １ ． Ｈ、 １ ． １ 型合 成氨催化剂 ，在投入 使用后 ，取得 了 良好 的应用效 Ｆ ｅ （ ｃ ｏ ） 载体 ： 活性炭制备的负载型催化剂 。这种催化剂 Ａｌ 能够在 ４ ０ ０ 度 以上温度 以及 １ ５ ＭＰ ａ 压强下具有较 高的活性 ，然 果 ，为催化 剂生产厂创造 了巨大 的经济 效益，是我 国现阶段使 用 最长时间的催化剂产 品之一 ［ ４ ］ 。 而这种催化剂在常压 以及低温情况下活性几乎为 ０ 【 ２ 】 。 １ ． ３ 亚铁 型催化剂。Ｆ ｅ Ｏ 具有 亚稳定性 、养护型 以及 非整 中 国 自行 设 计 和 建 造 的 上 海 吴 泾 化 工 厂 也 是 年 产 ３ Ｏ 万 吨 比性等特地看 ，在常温下的歧化反应 以及氧化反应速度 极慢 ； 氮 肥的大型化肥厂 。这些化肥 厂 以天然气 、石油 、炼 油气 等为 从动 力学角度 来说 ，Ｆ ｅ １ ． ＸＯ基催化剂 具有稳定 性特 点，其母 原料，生产 中能量损耗低 、产 量高 ，技术和设备都很 先进。在 体有一种 晶体 结构和仅有 一种 铁氧化物组成，其高活性需要有 合成氨催化剂研 究方面还 需要借鉴化工 、石化等 生产 的有效经 定的限制条件 ，也就是在 维氏体 单独 在催化剂中时，其活性 验 ，不断 的提升合成氨催 化剂产量与工艺技术 ，降低 催化剂生
低温电化学合成氨催化剂研究进展
低温电化学合成氨催化剂研究进展
荣杨佳;王成雄;张秀娟;许晓坤;赵云昆
【期刊名称】《贵金属》
【年(卷),期】2021(42)4
【摘要】传统的高温高压Haber-Bosch法合成氨工艺消耗大量化石能源,并排放大量的温室气体。
在常温常压下通过电化学方法将氮还原成氨是一种潜在策略。
电化学固氮领域的主要研究方向之一是通过开发有效的氮还原催化剂来提高电流效率和氨产率。
基于对50多篇文献的分析,本文综述了近20年来电化学合成氨催化剂的研究进展,通过对低温下电化学合成氨的金属基和非金属基不同催化剂以及催化效率进行总结和比较,关注具有高法拉第效率和高氨产率的几种金基催化剂,以及电解质性质、掺杂改性对于开发高效的过渡金属基、非金属基催化剂的重要性,对比分析了这3类催化剂的优缺点以及发展潜力。
【总页数】11页(P76-86)
【作者】荣杨佳;王成雄;张秀娟;许晓坤;赵云昆
【作者单位】昆明贵金属研究所稀贵金属综合利用国家重点实验室;昆明贵研催化剂有限责任公司贵金属催化技术与应用国家地方联合工程实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TQ150.1
【相关文献】
1.LSCCF粉体在低温常压电化学合成氨中的阴极催化性能
2.SmCo0.8Fe0.2-xNixO3(X=0,0.1,0.2)系列陶瓷在低温常压电化学合成氨中的阴极催化性能研究
3.低温电化学合成氨阴极催化剂研究进展
4.氮气电化学合成氨催化剂研究进展
5.d 区过渡金属基催化剂用于电化学合成氨
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合成氨催化技术与工艺发展探究
合成氨催化技术与工艺发展探究1. 引言1.1 背景介绍合成氨是一种重要的工业原料，广泛用于化肥、药品、杀虫剂、爆炸剂等领域。
合成氨的生产是世界上最重要的化工过程之一，也是世界工业化的标志之一。
早在20世纪初，德国化学家哈伯和玛丽亚斯就发现了合成氨的重要性，并成功研制出了第一种合成氨催化剂。
随后，合成氨生产技术得到了长足的发展，不断出现新的催化剂和工艺。
近年来，随着科学技术的不断进步，合成氨催化技术也呈现出新的发展趋势，为工业生产和人类生活带来了巨大的便利。
合成氨催化技术仍然面临着一些挑战，如催化剂的选择、反应条件的控制等问题，需要进一步研究和创新。
本文旨在探讨合成氨催化技术的发展历程、现状和未来趋势，为相关研究提供参考和借鉴。
1.2 研究目的研究的目的是为了深入探讨合成氨催化技术与工艺的发展现状，探索传统催化剂技术和新型催化剂技术的特点和应用，分析工艺改进与技术创新对合成氨生产的影响。
通过对合成氨的历史与应用进行回顾，可以更好地理解合成氨的重要性及其在不同领域的广泛应用。
研究工艺改进与技术创新方面的内容，有助于发现合成氨生产过程中存在的问题，并提出解决方案，为催化技术的进一步发展提供参考。
最终，通过探讨合成氨催化技术的未来发展趋势以及面临的挑战与解决方案，旨在为合成氨生产领域的技术持续创新和提升提供有益的启示，推动合成氨产业健康可持续发展。
2. 正文2.1 合成氨的历史与应用合成氨的应用领域非常广泛，其中最主要的应用之一就是作为化肥原料。
合成氨可以与二氧化碳和水反应，生成尿素等肥料，用于提高农作物的产量。
合成氨还可以用作炸药的原料，其高能量特性使其成为制造炸药的理想选择。
合成氨还被用于制造塑料、清洁剂等产品，应用范围非常广泛。
随着工业化进程的不断发展，合成氨的生产技术也在不断创新和改进。
传统的合成氨生产方法主要依靠哈伯-玻斯合成法，但这种方法存在能源消耗高、生产效率低的问题。
研究人员不断探索新型催化剂技术，如贵金属催化剂、非金属催化剂等，以提高合成氨生产的效率和环保性。
我国合成氨催化剂的研究进展
１ 铁 基 催 化 剂 的 研 究 １ １ 传 统 熔 铁 型 催 化 剂 ．
传 统 熔铁 型 催 化 剂 主 要 由 磁 铁 矿 组 成 ， 加 再
入 不 同 含 量 的 助 催 化 剂 （ Ａ ２ ３ Ｋ Ｏ， ａ Ｍｇ 如 ｌ ， ２ Ｃ Ｏ， Ｏ， ｏ Ｂ Ｏ等 ） 成 了 一 系 列 不 同 型 号 的 催 化 剂 。 表 ２ ａ 构 为我国传统熔铁型催化剂的化学组成 。
型 、 Ｃ 型 、 Ａ ０ Ｑ 型 、 Ｃ（ｃ ） ４—１型 、 Ｃ 型 、 Ａ Ｈ ２２ Ｎ ＩＩ ７ Ｎ Ａ
ＨＡ３ ０ 型 等 。 １Ｑ
Ａ１０—１熔 铁 型 催 化 剂 的 特 点 是 低 温 活 性 １
好 ， 还 原 ， 性 高 ， 稳 定 性 好 ， 格 便 宜 。但 还 易 活 热 价
（ 庆 石 化 公 司 研 究 院 ， 庆 ３ ５３ ） 大 大 １０ ２
安志勇
（ 波 油 料 仓 库 ， 波 １３ １） 宁 宁 ６ ７４
摘
要
综 述 了 国 内 主 要 合 成 氨 催 化 剂 的 研 究 开 发 和 应 用 情 况 ， 对 第 二 代 钌 基 合 并
成 氨催 化剂 的研 制提 出 了建议 。
维普资讯
精 细 石 油 化 工 进 展
１ ４
ＡＤＶＡＮＣＥＳ Ｉ Ｎ ＦＩ ＮＥ ＰＥＴＲ０ＣＨＥＭ Ｉ ＣＡＬ Ｓ
第
３卷 第 ９期
我 国 合 成 氨 催 化 剂 的 研 究 进 展
张 宝 军 王 斯 哈 曲 家 波 袁 宗 胜 李 玉 龙 孙 永 成
展趋势是 ： 开发 低 温 高 活 性 的 新 型 催 化 剂 ， 降低 反
应 温 度 ， 高 氨 的 平 衡 转 化 率 和 单 程 转 化 率 或 实 提 现低压合成氨￣ 。 ２ ｊ 我国 ２ ０世 纪 ３ ０年 代 分 别从 美 国 和 日本 引进 了两 套 小 型合 成 氨 装 置 ， 由于 原 料 等 问 题 一 直 没
合成氨催化剂研究的新进展
提 高催化 剂的活性 ， 只有 不断降低反应 温度这～ 条途 径 ； 同时 ，
由于 工业 合成氨的单程 转化率 只能达到 １ ５ ％ ～２ ５ ％左 右 ， 而 在 气体 循环过程 中会增加 动 力消耗 ， 此时也必须 通过 降温 来提高
１ ． ３亚 铁型催 化荆
一
单程 转 化率 。 从 中可 以看 出 ， 针 对 合成 氨催化剂 的总 体研 究方
向就是 低温高活性 的催化剂 开发 。
直 以来 ， 人们 都认 为熔 铁 型合 成 氨催 化剂 的 活性 变化
与 母体 相 有关 且呈 现火 山形的 曲线 波动 ， 当母 体相 达到 Ｆ ｅ ０
对 不足 ， 并对钉基 催化剂研究 结果与铁基催 化剂 的研 究结果进行 了比较 。
关键词 ： 合 成氨 ； 催化剂 ； 铁基催 化剂 ； 钉 基 催 化 剂
合成 氨催 化剂作为一 种重要的 工业 原料 ， 有着十分 广泛 的
寿 命 Ｊ 。 进 入Ｎ ８ ０年 代 中期 ， 华南 理 工大 学的 林维 明对 合 成氨 催化 剂 中添入 稀土 元素 ， 对催 化剂 活性 的提高 展开 了研 究 ， 在
氨 铁 基 催 化 剂活 性 与 其 母体 相 之 间 的 关联 进 行 系 统化 研 究
过程 中， 将 实 验 条件 设 定 为 反 应 压 力 １ ． ５ １ ＭＰ ａ ， 促 进 剂 采 用
Ａｌ Ｏ 一Ｋ Ｏ—Ｃ ａ Ｏ， 发现 催化剂 的活 性与母 体相 关系 的变化 呈
活性 的合 成氨催 化剂 ， 由福州 大学研 发而 成 ， 采用 金属 铁作 为
工业合成氨催化剂合成氨的反应机理和动力学方程的探讨
工业合成氨催化剂合成氨的反应机理和动力
学方程的探讨
合成氨（NH3）催化剂是指催化合成氨的物质，在工业中常用的
催化剂是铁系和钼系催化剂。
合成氨的反应机理分为三个步骤，其中
分别是氮气和氢气的吸附，化学反应以及氨的脱附。
氮气和氢气在催
化剂表面吸附，然后它们形成吸附层，接下来发生了原子的化学反应，最后生成氨并脱附。
以铁系催化剂为例，反应的主要步骤可以简化为：
1. 氮气和氢气的吸附
N2 + 3H2 -> 2NH3 （催化剂表面）
2. 氮氢反应
N2 + 3H2 -> 2NH3。
这个反应是可逆的，在反应的过程中有两个主要变量：反应温度
和反应压力。
反应温度越高，反应速率也就越快。
但是，高温下NH3
的生成速率成本太高，所以压力常常被用来增加反应速率。
催化反应通过催化剂表面的反应中心来催化反应，反应后的产物
从表面脱附。
反应速率可以用反应的速率方程来描述，其中反应速率
的大小与反应中物质的浓度有关。
可以用以下的马斯京根方程来描述
反应速率：
ra = kPn[N2]1/2[H2]3/2
其中ra是反应速率，k是反应速率常数，P是合成气压力，n是
反应速率方程的反应级数，[N2]和[H2]分别是氮气和氢气的浓度。
因
为反应中氮气和氢气的浓度非常低，所以反应级数和浓度之间的关系
被推测为1/2和3/2。
总之，合成氨的反应机理和动力学方程是工业上制造氨气的关键。
通过研究这些方程，我们可以更好地理解如何优化反应条件，以获得
更高的产量和更高的效率。
合成氨催化技术与工艺进展
合成氨催化技术与工艺进展摘要：当前，合成氨工艺在发展中遇到了不少问题，例如能耗问题。
当前，合成氨技术的改进问题已经成为一个热点课题，社会各界对此都抱有十分关注的态度。
化学工业领域中，合成氨技术的应用较为普遍，其在接下来的应用发展中，需要从技术指标、生产装置等角度进行持续性改进。
现在合成氨的原料来源主要是石油，而石油资源本身又具有不可再生性，所以随着该类资源的不断减少，积极探寻其他合适的原料，解决能耗问题十分关键，这对生态环境的优化也会带来一定的助益。
对促进我国农业生产构造的改变来说，合成氨技术具有关键性作用。
利用合成氨工艺能够从一定意义上提高我国农业生产的安全、平稳性，对于丰富我国的农业资源，有着非常重要的使用意义。
近年来，我国在技术创新方面进行了进一步探讨，通过对合成氨催化工艺与流程的改进，使我国农业生产品质获得了切实改善，进一步达成了农民增产的要求。
为使合成氨工艺的应用效益得以全面提高，在我国进行了大量关于合成氨催化剂技术原理、工艺条件和参数的研究。
经过对各种指标的科学合理调节，使催化剂性能的安全得以充分保证。
关键词：合成氨；催化技术；工艺进展引言合成氨是推动农业生产发展的最关键技术之一，且在农业生产规模逐渐加大的背景下发挥愈发重要的作用。
合成氨催化技术也在科学技术及理论研究逐渐成熟的当前得到了进一步发展，成为合成氨化工生产系统的核心，在解决粮食供求矛盾中有突出作用。
我国为世界人口大国，粮食生产量以及需求量也高居世界前列，合成氨年生产量高居世界首位。
在经济利益推动下，合成氨技术迅速发展成熟，较之前已有突破式发展，但是高能耗仍是限制这一技术发展的主要障碍。
对此，重视对于合成氨催化技术的探究成为提升降低能耗、合成氨转化率、满足社会发展需要的关键。
行业工作者必须重视创新优化合成氨催化技术，并将其充分应用于生产实践中，为经济发展提供助力，推动行业稳定健康发展。
1技术概述目前，在合成氨制备方面，已经研发出了不少类型的节能技术以及相关手段，氨本身的颜色性质为无色，气味性质为刺激性气味，状态性质为气体，据了解其沸点以及熔点分别为-33.9℃、-77.7℃。
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合成氨催化剂的研究进展
摘要：近20多年来，随着英国BP公司钌基催化剂的发明和我国亚铁基熔铁催化剂体系的创立，标志着合成氨催化剂进入了一个新的发展时期，本文主要介绍通过合成法合成的几种催化剂的研究进展。
关键字：合成氨；催化剂；合成法
Abstract:Over the past 20 years, with the invention of the British BP ruthenium catalysts and creation of ferrous base molten iron catalyst system in our country, marked the ammonia synthesis catalyst has entered a new period of development, this paper mainly introduces through the several means of catalyst research progress of synthesis method of synthesis.
Key Words: Ammonia; The catalyst; synthesis
前言
合成氨指由氮和氢气在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。
合成氨工业需要较低温度和压力下具有较高活性的催化剂。
90多年来，世界各国从未停止过合成氢催化剂的研究与开发。
目前，工业催化剂的催化效率在高温下已达90％以上，接近平衡氨浓度(因压力而异)。
例如，在15 a
MP及475℃下，A301催化剂的催化效率接近100％。
要提高催化剂的活性，就只有降低反应温度．另一方面，工业合成氨的单程转化率只有15％～25％，大部分气体需要循环，从而增加了动力消耗。
为了提高单程转化率，也只有降低反应温度才有可能。
因此，合成氨催化剂研究总的发展趋势，就是开发低温高活性的新型催化剂，降低反应温度，提高氨的平衡转化率和单程转化率或实现低压合成氨。
而传统的催化剂是以亚铁基传统催化剂为基础发展的，但是工业效率一般不高，而现代工业一般是以合成催化剂来实现的，相对于传统催化剂，合成催化剂的效率要高很多。
几种合成氨的合成催化剂及催化机理
热力学计算表明，低温、高压对合成氨反应是有利的，但无催化剂时，反应的活化能很高，反应几乎不发生。
当采用铁催化剂时，由于改变了反应历程，降低了反应的活化能，使反应以显著的速率进行。
目前认为，合成氨反应的一种可能机理，首先是氮分子在铁催化剂表面上进行化学吸附，使氮原子间的化学键减弱。
接着是化学吸附的氢原子不断地跟表面上的氮分子作用，在催化剂表面上逐
步生成—NH、—NH2和NH3，最后氨分子在表面上脱吸而生成气态的氨。
合成催化剂主要有以下几种，及他们各自的催化机理。
1.各种催化的性能及操作条件
1.1 A301催化剂
原粒度A301催化剂在大型合成氨厂实际工况条件下的工业旁路试验结果表明：在7.0～7.5a
MP等压合成氨工艺条件下，A301 催化剂的氨净值为10%～12%.在8.5 a
MP微加压合成氨工艺条件下，氨净值可达12%～15%，可MP或10a
以满足合成氨工业经济性对氨净值的要求。
实现等压氨合成的关键之一是使用低温低压氨合成催化剂. 英国ICI 公司为AMV 工艺开发了74 - 1型铁- 钴系氨合成催化剂，使合成压力降至0 a
MP［2 ～4］. A301型低温低压氨合成催化剂的主要技术指标已显著超过ICI74 - 1 型催化剂.
1.2O
F e基氨合成催化剂
铁氧化物及其混合物与催化活性的关系，获得驼峰形活性曲线. 在R<1范围内，催化活性与R的变化是与经典火山形活性曲线相一致的。
当R达到5以后，，催化剂母体形成了完全维氏体O
F e结构，熔铁催化剂活性达到了最高值。
这一实验结果突破了沿袭了80多年的熔铁催化剂“组成接近磁铁矿时具有最高活性”的经典结论，找到了提高熔铁催化剂性能的新催化体系——维氏体O
F e
体系。
1.3Cs促进的Ru/HTAC合成氨催化剂
以经过H2处理的活性炭（HTAC）为载体，RuCl3．n H2O和CsNO3为前驱物，采用浸渍法制备了Cs促进的Ru／HTAC合成氨催化剂. 通过常压下催化
剂的活性评价，以及对催化剂进行的TGA，XRD 和XPS 表征，研究了催化剂中金属、助剂和载体间的相互作用. 结果表明，金属Ru促进了助剂CsOH的生成，CsOH能抑制Ru颗粒的聚集变大；HTAC 抑制了CsOH的挥发，CsOH 可向HTAC提供电子，HTAC 的表面至少需被CsOH单层饱和覆盖，才能获得最佳的催化活性；HTAC 既能吸引Ru的电子，又能将所吸引的来自CsOH的更多的电子传递给Ru .
1.4Ru／O
M g基合成氨催化剂
氧化镁为载体的钌基氨合成催化剂具有潜在的工业应用前景，已引起了人们极大的关注．制备了5种钌基催化剂Ru／CsOH、Ru／7-A1203、K-Ru／CsOH、Ba-Ru／CsOH和K-Ba-Ru／CsOH，在、厂(Nz)l V(H2)=1 l 3，2．0 a
MP，24 000 h-1和653～873 K反应条件下，评价了它们的合成氨催化活性，并对相关催化剂进行了BET和XRD表征．结果表明：Ru／CsOH的最高活性约为Ru／7-A120s 的2倍，且最高活性反应温度还低了20 K；Ba组份的添加有利于降低Ru／CsOH 基催化剂的最高活性温度；K-Ba-Ru／CsOH在653 K、Ba-Ru／CsOH在773 K、K—Ru／CsOH和Ru／CsOH在813 K以上使用时，将更有利于催化活性的发挥．因此，对于Ru／CsOH基催化剂而言。
促进剂的添加应根据拟采用的操作温度来决定．
1.5LSCCF粉体阴极催化性能
将有机质子交换膜作质子导体，复合氧化物陶瓷片作为电极，实现了在低温常压条件下电化学方法合成氨[6s10]．但制作较大的陶瓷片比较困难，制约了其在工业生产中的应用，因此本文尝试用碳纤维纸作支撑，复合氧化物Ni-SD C粉体为阳极，LSCCF系列粉体为阴极，Na¯on膜为质子导体，以湿H2和N2为原料进行电化学合成氨实验，研究低温常压下不同比例Ca、Sr掺杂LaCo0:9Fe0:1O3¡±粉体材料在电化学合成氨中的阴极电催化性能．
2.总结
①原料路线的变化方向。
从世界燃料储量来看，煤的储量约为石油、天然气总和的10倍，自从70年代中东石油涨价后,从煤制氨路线重新受到重视,但因以天然气为原料的合成氨装置投资低、能耗低、成本低的缘故,预计到20世纪末,世界大多数合成氨厂仍将以气体燃料为主要原料。
②节能和降耗。
合成氨成本中能源费用占较大比重，合成氨生产的技术改进重点放在采用低能耗工艺、充分回收及合理利用能量上，主要方向是研制性能更好的催化剂、降低氨合成压力、开发新的原料气净化方法、降低燃料消耗、回收和合理利用低位热能等。
现在已提出以天然气为原料的节能型合成氨新流程多种，每吨液氨的设计能耗可降低到约29.3GJ。
③与其他产品联合生产。
合成氨生产中副产大量的二氧化碳，不仅可用于冷冻、饮料、灭火，也是生产尿素、纯碱、碳酸氢铵的原料。
如果在合成氨原料气脱除二氧化碳过程中能联合生产这些产品，则可以简化流程、减少能耗、降低成本。
中国开发的用氨水脱除二氧化碳直接制碳酸氢铵新工艺，以及中国、意大利等国开发的变换气气提法联合生产尿素工艺，都有明显的优点。
④21世纪初期将会是O
F e基催化剂成长、成熟并广泛应用的时期．钌催化剂的技术开发也必将遵循s形曲线技术进步的规律，逐步成长和成熟．随着生物工程技术的发展，当人类能够克隆固氮酶的固氮基因，实现常温常压下高效合成氨的时候，才将是固氮技术的最终突破．可以预见，21世纪的合成氨工业将有可能是钉催化剂或其它更新一代催化剂(例如酶催化剂)的时代．
参考文献
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