氨合成催化剂技术研究与发展
合成氨催化剂
合成氨催化剂0707 应化杨超(41) 1．催化剂概述催化剂又叫触媒，根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAQ于1981年提出的定义，催化剂是一种物质，它能够改变反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs 自由焓变化。
这种作用称为催化作用。
涉及催化剂的反应为催化反应。
催化剂( catalyst )会诱导化学反应发生改变，而使化学反应变快或减慢或者在较低的温度环境下进行化学反应。
催化剂在工业上也称为触媒。
我们可在波兹曼分布( Boltzmann distribution )与能量关系图( energyprofile diagram )中观察到，催化剂可使化学反应物在不改变的情形下，经由只需较少活化能( activation energy )的路径来进行化学反应。
而通常在这种能量下，分子不是无法完成化学反应，不然就是需要较长时间来完成化学反应。
但在有催化剂的环境下，分子只需较少的能量即可完成化学反应。
2．催化剂的分类2.1按性质分类催化剂有三种类型，它们是：均相催化剂、多相催化剂和生物催化剂。
均相催化剂和它们催化的反应物处于同一种物态 (固态、液态、或者气态)。
多相催化剂和它们催化的反应物处于不同的状态。
酶是生物催化剂。
活的生物体利用它们来加速体内的化学反应。
如果没有酶，生物体内的许多化学反应就会进行得很慢，难以维持生命。
大约在37C的温度中(人体的温度)，酶的工作状态是最佳的。
如果温度高于50C或60C，酶就会被破坏掉而不能再发生作用。
因此，利用酶来分解衣物上的污渍的生物洗涤剂，在低温下使用最有效。
2.2按组成的组分分催化剂分均相催化剂与非均相催化剂。
非均相催化剂呈现在不同相 ( Phase) 的反应中，而均相催化剂则是呈现在同一相的反应。
一个简易的非均相催化反应包含了反应物(或zh-ch:底物;zh-tw:受质)吸附在催化剂的表面，反应物内的键因十分的脆弱而导致新的键产生，但又因产物与催化剂间的键并不牢固，而使产物出现。
探究合成氨催化工艺与技术发展
探究合成氨催化工艺与技术发展作者：张苗李德来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第07期摘要：本文通过对合成氨催化剂进行了详细的探讨分析，然后对合成氨新工艺和新技术进行思考和阐述，希冀对相关的行业提供借鉴与帮助。
关键词：合成氨；催化工艺；技术氨工业的巨大成功不仅解决了人类对人口增长的需求，而且促成了一系列基本理论的发展。
氨合成铁催化剂是世界上最成功、最彻底的催化剂之一。
但是关于合成氨的真实性的讨论还没有结束。
氨催化剂的结构和生成氨的机理还存在许多问题。
随着石化、聚合物、碳化工、环境催化等领域的兴起，合成氨催化的相对地位逐渐下降。
目前，它不是催化研究的主要方面，但合成氨工业及其催化剂的技术进步将不会停止。
1 合成氨催化剂氨工业需要在较低的温度和压力下具有较高活性的催化剂。
目前，工业催化剂在高温（不同压力）下的催化效率已达到90%以上，接近于平衡氨浓度。
另一方面，工业氨合成的单一转化率，即氨合成率仅为15%～25%，大部分气体需要循环，增加了能耗。
为了提高催化剂的活性和转化率，必须降低反应温度。
因此，氨合成催化剂研究的总发展趋势就是开发低温高活性的新型催化剂，降低合成氨反应温度，提高氨的平衡转化率和单程转化率。
1.1 Fe3O4基传统熔铁催化剂Harbe：和Mittasch等开发成功合成氨铁催化剂以来，人们就对此进行了广泛深入的研究。
一般认为，以Fe3O4为母体的催化剂活性最高，火山活动曲线几十年来一直是经典的结论。
到目前为止，世界上所有工业合成氨铁催化剂，其主要化学成分均为Fe3O4。
1979，英国ICI公司率先加入氧化钴，成功开发了Fe-C。
该催化剂提高了活性，并成功地应用于ICIS-AMV工艺。
自那时以来，许多学者加入稀土氧化物来改善催化剂的性能，但其活性不能超过Fe-Co催化剂。
利用共催化剂提高传统熔铁催化剂的活性是非常困难的。
1.2 FeO基氨合成催化剂的发现铁的氧化物有3种，如Fe3O4、FeO和Fe2O3。
合成氨
谈合成氨生产技术及发展走向摘要:合成氨工业作为我国农业和工业的原料基础.发展有重要的意义,我过从建国以来,合成氨工业从无到有经历直到现在的处于国际新进行列.我们有必要对我这段时期进行了解,这对我们以后发展有重要的指导意义!一，氨的性质及用途1氨的性质（1）物理性质在常温常压下，氨是一种具有特殊气味的无色气体，有强烈的毒性。
空气中有0.5%（体积分数）的氨，能使人在几分钟内窘息而死。
在0.1MP，-33.5摄氏度，或在常温下加压到0.7-0.8MP，就能将氨变成无色的液体，同时?懦龃罅康娜攘俊０钡牧俳缥露任?132.9摄氏度，临界压力11.38MP。
液氨的相对密度为0.667（20摄氏度）。
若将液氨在0.101 MP压力下冷至-77.7摄氏度，就凝结成略带臭味的无色结晶。
液氨容易气化，降低压力可急剧蒸发，并吸收大量的热。
氨极易溶于水，可制成含氨15%-30%的商品氨水。
氨溶解时放出大量的热，氨的水溶液呈弱碱性，易挥发。
（2）化学性质氨的化学性质较活泼，能与酸反应生成盐。
如与磷酸反应生成磷酸铵；与硝酸反应生成硝酸铵；与二氧化碳反应生成氨基甲酸铵，脱水后成为尿素；与二氧化碳和水反应生成碳酸氢铵。
在有水的条件下，氨对铜，银，锌等金属有腐蚀作用。
氨自燃点为630摄氏度。
氨与空气或氧按一定比例混合后，与火能爆炸。
常温常压下，氨在空气中的爆炸范围为1505%-28%，在氧气中为13.5%-82%。
2 氨的用途（1）制造化肥的原料（2）生产其他化工产品的原料基本化学工业中的硝酸，纯碱，含氮无机盐，有机化学工业中的含氮中间体，制药工业中的磺胺类药物，维生素，氨? 幔 撕退芰瞎ひ抵械募耗邗０罚 憾 罚 妆蕉 烨杷狨ィ 嗽焖浚 ┣绲龋?3）应用于国防工业和技术中作为制造三硝基甲苯，三硝基苯酚，硝化甘油，硝化纤维等多种炸药的原料；作为生产导弹，火箭的推进剂和氧化剂，（4）应用于医疗，食品行业中作为医疗食品行业中的冷冻，冷藏系统的制冷剂。
氨合成的催化剂
氨合成的催化剂引言氨是一种重要的化工原料，广泛应用于农业、化肥制造、化工合成等领域。
而氨合成过程中最关键的环节就是催化剂的选取。
本文将会全面介绍氨合成催化剂的种类、工作原理、制备方法以及相关的工业应用，以加深我们对氨合成催化剂的了解。
催化剂种类在氨合成过程中，常用的催化剂主要包括铁系催化剂、钌系催化剂和铑系催化剂。
这些催化剂具有高效能、稳定性好的特点，被广泛应用于工业生产中。
铁系催化剂铁系催化剂是氨合成过程中最常见的催化剂之一。
传统的铁系催化剂主要是以铁为主要成分，常配以适量的铝、钾等元素。
这类催化剂具有成本低、晶体结构稳定等优点，然而其催化活性相对较低，需要高温和高压下进行反应。
近年来，随着纳米技术的发展，铁基纳米催化剂成为了新的研究热点，其催化活性和选择性得到了极大的提高。
钌系催化剂钌系催化剂是氨合成中的另一类重要催化剂。
钌具有较高的催化活性和选择性，常作为铁系催化剂的替代品使用。
研究表明，钌催化剂在较低温下即可实现氨合成反应，大大降低了能耗。
此外，钌系催化剂对反应物质的吸附性能和解离能力较强，可以促进氨合成反应的进行。
铑系催化剂铑系催化剂在氨合成领域中也有着广泛的应用。
铑是一种包括铑金属和铑氧化物等在内的化合物，具有较高的催化活性和稳定性。
铑催化剂不仅可用于氨合成反应的催化剂，还可以在其他化学反应中发挥重要作用。
然而，铑系催化剂的价格较高，限制了其在工业生产中的应用。
催化剂在氨合成反应中起到了至关重要的作用。
一方面，催化剂可以提供活性位点，吸附反应物质并降低其解离能力，从而促进反应的进行。
另一方面，催化剂还可以降低反应的活化能，提高反应的速率。
具体而言，催化剂与反应物之间会发生物理吸附和化学吸附的过程。
在物理吸附中，反应物只是通过分子间的范德瓦尔斯力与催化剂表面相互作用。
而在化学吸附中，反应物会与催化剂发生化学反应，生成中间体。
通过物理吸附和化学吸附的交替作用，反应物逐步转化为产物。
催化剂的选择需要考虑多个因素，如催化活性、化学稳定性、抗中毒性等。
合成氨工艺催化剂
合成氨工艺催化剂引言合成氨是一种重要的化工原料，广泛应用于农业肥料、塑料、石油化工等领域。
在合成氨的生产过程中，催化剂起着关键作用。
本文将详细介绍合成氨工艺催化剂的种类、性能以及制备方法。
催化剂种类合成氨工艺催化剂主要分为三类，分别为铁基催化剂、铁铅共催化剂和铜铁催化剂。
铁基催化剂铁基催化剂是合成氨工艺中最常用的催化剂之一。
它使用铁作为主要活性组分，通常与铝、钛、硅等辅助载体配合使用。
铁基催化剂具有良好的催化性能和稳定性，能够在相对较低的温度下即可实现合成氨的转化。
铁铅共催化剂铁铅共催化剂是在铁基催化剂的基础上进行改进的一种催化剂。
它通过铅的引入，可以进一步提高催化剂的催化活性和选择性。
铁铅共催化剂在工业生产中有广泛应用，并取得了良好的效果。
铜铁催化剂铜铁催化剂是近年来发展起来的一类新型催化剂。
相比于传统的铁基催化剂，铜铁催化剂具有更高的催化活性和选择性。
这得益于铜与铁之间的协同作用，能够加速反应速率并改善催化剂的稳定性。
催化剂性能合成氨工艺催化剂的性能主要包括催化活性、选择性和稳定性。
催化活性催化活性是指催化剂对于反应底物的转化能力。
合成氨的生产过程是一个高温高压的反应过程，因此催化剂需要具备较高的催化活性，才能保证反应的效果和产量。
选择性选择性是指催化剂在反应过程中对不同反应产物的选择性。
对于合成氨工艺而言，目标产物是氨气，因此催化剂需要具备高的选择性，以避免产生过多的副产物。
稳定性稳定性是催化剂的另一个重要性能指标。
由于合成氨反应条件的严苛性，在长时间的反应过程中，催化剂会受到高温高压等因素的影响，容易发生失活。
因此，稳定性是评价催化剂性能的关键指标之一。
催化剂制备方法合成氨工艺催化剂的制备方法多种多样，常见的方法包括物理混合法、浸渍法和共沉淀法。
物理混合法物理混合法是最简单的制备方法之一，它将催化活性组分与载体物理混合，通过高温煅烧使其形成均匀分散的催化剂颗粒。
物理混合法制备的催化剂成本较低，但催化活性和稳定性相对较差。
合成氨催化剂
合成氨催化剂的研究摘要:合成氨是重要的化工原料, 合成氨工业在国民经济中占有重要地位, 因此合成氨工艺和催化剂的改进对降低能耗、提高经济效益有巨大影响。
文章对合成氨催化剂的研究进展进行了评述, 提出合成氨催化剂的发展建议。
目前，铁是合成氨工业中广泛应用的催化剂，它具有高内在活性，长使用寿命和高密度特点，活性温度在500℃左右，尽管铁催化剂有许多优点，但人们一直在努力开发新型催化剂。
关键词: 合成氨; 催化剂; 传统熔铁催化剂；钌基催化剂研究进展合成氨是重要的化工原料, 主要用来生产化肥、硝酸、铵盐、纯碱等。
作为化学工业的支柱产业之一,合成氨工业在国民经济中占有重要地位, 与此同时合成氨也是一个大吨位、高能耗、低效益的产业。
因而, 合成氨工艺和催化剂的改进将对降低能耗, 提高经济效益产生巨大的影响。
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, 一直是合成氨工业的追逐目标。
钌基催化剂的发明、铁基催化剂体系的创立和三元氮化物催化剂的问世无不凝聚了几代科研工作者的心血。
钌基催化剂的发明、铁基催化剂体系的创立和三元氮化物催化剂的问世无不凝聚了几代科研工作者的心血。
氨合成反应是一个可逆放热且气体体积缩小的过程,从热力学角度考虑,要达到或接近平衡转化率,催化反应应该在较低的温度和较高的压力下进行。
然而温度的降低会使反应速率下降,压力的提高又会使能耗大大增加。
从20世纪初Harber等开发出合成氨铁催化剂以来,铁催化剂在氨合成中的应用就越来越广泛。
该催化剂具有价格低廉、稳定性好等特点,一般采用熔融法制备,以磁铁矿和铁为主要原料,添加各类助剂化合物,经电阻炉熔炼后,再冷却、破碎筛分成不同颗粒的铁催化剂。
研究表明,最好的熔铁催化剂应该只有一种铁氧化物(单相性原理),任何两种铁氧化物的混杂都会降低催化活性,而铁氧化物氨合成的活性次序为:Fe1-xO>Fe3O4>Fe2O3>混合氧化物。
合成氨催化剂
合成氨催化剂0707应化杨超(41) 1.催化剂概述催化剂又叫触媒，根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAQ于1981年提出的定义，催化剂是一种物质，它能够改变反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焙变化。
这种作用称为催化作川。
涉及催化剂的反应为催化反应。
催化剂(catalyst )会诱导化学反应发生改变，而使化学反应变快或减慢或者在较低的温度环境下进行化学反应。
催化剂在工业上也称为触媒。
我们可在波兹曼分布(Boltzmann distribution )与能量关系图(energy profile diagram )中观察到，催化剂可使化学反应物在不改变的情形下，经由只需较少活化能(activation energy )的路径来进行化学反应。
而通常在这种能量下，分子不是无法完成化学反应，不然就是需要较长时间来完成化学反应。
但在有催化剂的环境下，分子只需较少的能量即可完成化学反应。
2.催化剂的分类2. 1按性质分类催化剂有三种类型，它们是：均相催化剂、多相催化剂和生物催化剂。
均相催化剂和它们催化的反应物处于同一种物态(固态、液态、或者气态)。
多相催化剂和它们催化的反应物处于不同的状态。
酶是生物催化剂。
活的生物体利用它们来加速体内的化学反应。
如果没有酶，生物体内的许多化学反应就会进行得很慢，难以维持生命。
大约在37C的温度中(人体的温度)，酶的工作状态是最佳的。
如果温度高于50C或60C,酶就会被破坏掉而不能再发生作用。
因此，利用酶来分解衣物上的污渍的生物洗涤剂，在低温下使用最有效。
2. 2 按组成的组分分催化剂分均相催化剂与非均相催化剂。
非均相催化剂呈现在不同相(Phase)的反应中，而均相催化剂则是呈现在同一相的反应。
一个简易的非均相催化反应包含了反应物 (或zh-ch:底物;zh-tw:受质)吸附在催化剂的表面，反应物内的键因十分的脆弱而导致新的键产生，但又因产物与催化剂间的键并不牢固，而使产物出现。
哈伯法合成氨的催化剂
哈伯法合成氨的催化剂哈伯法合成氨是一种通过催化剂促进的重要化学反应。
这一反应是由德国化学家哈伯在20世纪初发现的，也被称为氨合成反应。
在这个过程中，氮气和氢气通过一系列复杂的化学反应转化为氨气。
催化剂是促进化学反应的关键。
在哈伯法合成氨中，铁（Fe）是最常用的催化剂。
铁是一种过渡金属，具有良好的催化活性和稳定性。
它能够提供适当的反应活化能，从而加速氮气和氢气之间的反应。
哈伯法合成氨的反应机制非常复杂。
首先，氮气和氢气吸附在铁表面上，形成氮氢化物和氢化铁物种。
然后，这些物种发生反应，生成氨和水。
这个过程中，催化剂起到了催化作用，降低了反应的活化能，从而加速了反应速率。
催化剂的选择对于哈伯法合成氨来说非常重要。
除了铁，还有一些其他的催化剂也被用于这个反应，如钛（Ti）和铼（Re）。
这些催化剂具有不同的活性和选择性，可以在不同的反应条件下使用。
除了催化剂的选择，反应条件也对哈伯法合成氨的效果有着重要的影响。
温度、压力、气体比例等参数都需要精确控制，以保证反应的高效率和高选择性。
此外，催化剂的制备和再生也是关键的技术挑战，需要进行研究和优化。
哈伯法合成氨在工业上具有重要的应用价值。
氨气是一种重要的化工原料，广泛应用于农业、化肥、合成纤维等领域。
通过改进催化剂和反应条件，可以提高氨气的产率和选择性，降低生产成本，推动相关行业的发展。
哈伯法合成氨是一种重要的化学反应，催化剂在其中起到了关键的作用。
铁是最常用的催化剂，它能够促进氮气和氢气之间的反应。
催化剂的选择和反应条件的调控对于提高反应效率和选择性非常重要。
哈伯法合成氨的研究和应用有着广阔的前景，将为人类的生活和工业发展带来更多的福祉。
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氨合成催化剂技术研究与发展摘要:现阶段都在提倡绿色能源，绿色生产以和节能减排，低能耗生产等的口号，本文综述了氨合成工业多相催化过程80多年来的研究进展，介绍了氨合成铁催化剂、氨合成钌基催化剂的活性组分、母体化合物、载体、促进剂等的研究、发展以和工业应用情况，并且介绍了一些现有的氨合成催化的新技术。
通过对氨合成催化剂发展的了解和现有氨合成催化剂所存在问题以和我国在氨合成催化剂这方面的研究发展等情况展望了氨合成催化剂的发展趋势。
关键词：氨合成催化剂，铁基，钌基，展望我国是世界上最大的合成氨生产国，合成氨为我国粮食生产做出了巨大贡献。
合成氨是一个高能耗产品，按目前的能耗水平计算，我国每年生产合成氨要消耗约8395万吨标煤，占全国能耗消费总量的3.4%。
降低合成氨的能耗是我国合成氨企业面临的重大课题。
化工生产过程的大量研究与实践表明，降低化工产品的能耗主要依靠催化剂和工艺过程的创新。
合成氨经过一个世纪的发展，生产工艺已趋成熟，降低合成氨能耗主要依靠催化剂的技术进步以和以新型催化剂为基础的工艺改进。
新一代氨合成催化剂已经开始工业化，将会给氨合成生产带来革命性的变化。
随着新型催化剂的使用，合成压力将会进一步降低。
利用Ru催化剂或Fe1-x O催化剂，实现8.7Mpa重油部分氧化法等压合成氨已经成为可能，如果催化剂的使用压力降到5Mpa一下，天然气转化法等压合成氨也为期不远。
合成氨催化剂技术的创新和低压合成氨工8艺的改进，使合成氨工业跳出高压工业的范围成为可能，并将明显的节能效果。
我国合成氨总产量中约有一半是中、小型合成氨装置，其综合能耗仍比国际先进水平高出约50%，节能潜力更大，采用节能型催化剂是节能改造的有效措施之一。
1氨合成催化剂的发展历史继二氧化硫氧化和氨氧化过程工业化数年之后,1910年德国BASF所采用的传统合成氨方法被认为是首先大规模应用的催化过程之一。
80多年来,这一极其重要而又简单的合成氨多相催化反应和被广泛采用并赢得巨额利润的合成氨催化剂一直是催化界和工业界最重要的研究课题之一。
许多研究者的深入广泛研究,对整个催化科学和相关学科的发展作出了巨大的贡献,特别是明确了催化作用中的结构效应、电子效应和协同效应等三大因素。
80余年来,虽然催化剂的配方有所不同,工业生产的流程和设备也不断改进和完善,但本质上并没有太大的变化,还没有摆脱高温高压等苛刻条件,催化剂的基本成分也没什么大变化,仍是以铁为主要成分,以碱金属为电子促进剂和其它氧化物为结构促进剂的双促进熔铁型催化剂,如英国的ICI3524催化剂约含0.8%K2O、2.5%Al2O3、2.0%CaO、0.3%MgO、0.4%SiO2和痕量的TiO2、ZrO2与V2O5。
直到60年代后,由于各学科的相互渗透,人们开始意识要跳出铁催化剂的框框,开辟新的固氮方法和合成氨催化剂,通过模拟和推理,试验和分析,研制出一些新型合成氨催化剂。
如Tamaru和Ozaki在1968—1971年间提出的过渡金属电1 / 10子授受(EDA)型合成氨催化剂,虽说这种催化剂可在常压和比传统熔铁催化剂低100℃的条件下合成氨且催化活性也高2~3倍,但一直未能实现工业化。
到了70年代,世界能源日趋紧张,致使合成氨的成本提高。
为了降低成本,世界各国都致力于开发低温低压下高活性的氨合成催化剂,如英国石油公司和美国KLG公司联合开发了钌基氨合成催化剂。
这可以说是继铁催化剂以后的第二代合成氨催化剂。
值得注意的是,对于这一典型催化反应的机理, 至今仍未取得一致的看法。
经过一个多世纪的发展，如今合成氨的技术已经很成熟。
但是合成氨工业仍然是一个高耗能的产业。
因而，合成氨工艺和催化剂的改进将对降低能耗，提高经济效益产生巨大的影响。
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,一直是合成氨工业的追逐目标。
从最初的钌基催化剂的发明，到铁基催化剂体系的创立和三元氮化物催化剂的问世，都说明了人们在探索合成氨道路上所作出的不懈努力。
2 氨合成铁催化剂长期以来，人们对氨合成催化剂作了大量的研究，发现对氨合成有活性的一系列金属为Os，U，Fe，Mo，Mn，W等，其中铁为主体的铁系催化剂，因其价廉易得、活性良好、使用寿命长等特点，在合成氨工艺中被广泛使用。
这一类氨合成催化剂主要是以铁的氧化剂为母体，以还原铁为催化剂主要活性组分，并加各种促进剂和载体的催化剂。
大多数铁系催化剂都是用经过精选的天然磁铁矿通过熔融法制备的，习惯称熔铁催化剂。
2.1母体工业氨合成铁催化剂的母体氧化物在化学计量生并非完全和四氧化三铁一样，一般采用铁比（Fe2+/Fe3+）来表征催化剂中铁的价态状况。
早期的研究表明，铁比对制得的催化剂活性有较大的影响，并一致认为最佳铁比值为0.5，最佳母体为磁铁矿，铁比值与活性的关系呈火山形分布（见图2-1）。
目前为止世界上所有工业铁基合成氨催化剂的主要成分都是Fe3O4。
[1]3 /10图2-1经典火山活性曲线但八十年代中期，刘化章教授等人研究了Fe 2+/Fe 3+的比例对活性的影响时指出随着催化剂母体Fe 2+/Fe 3+比，即相组成的变化，催化活性呈驼峰形曲线（见图2-2）。
在Fe 2+/Fe 3+<1的范围内，活性与铁比值呈火山形曲线。
当铁比值接近0.5（Fe 3O 4）时活性较高；当铁比值等于1时，活性最低；当铁比值大于1时，随着铁比值的增大，活性增高；当铁比值大于 3.33以后，母体开始形成铁离子缺位的、非整比的氧化亚铁即维氏体Fe 1-x O （0.04≤x ≤0.10）相；当铁比值大于5后，熔铁催化剂的活性达到最高值，此时催化剂母体形成了完全的维氏体结构，活性、还原性也有较大提高；当铁比值大于8.2时，催化剂活性有所下降。
这一结果的发现突破了氨合成催化剂发展的80多年中一直束缚人们的传统理论，成为氨合成催化剂历史上的一次重大突破。
[2]图2-2铁基催化剂的驼峰形曲线并且刘化章等于90年代初期研制并批量生产出A301型Fe 1—X O 基催化剂。
90年代中期对A301型进一步改进，又开发出性能更加优异的ZA —5型Fe 1—X O 基催化剂。
目前我国生产的A301催化剂起始温度在280~300℃，主期温度在400~480℃，使用温度在300~520℃，使用压力在8.0~32MPa，氨净值为12~17%。
因此采用A301催化剂实现等压或微加压合成氨是可行的，并且可获得显著的经济效益。
同时，与A110-2型、A201型相比，A301型催化剂的还原温度降低了30~50℃，出水非常快，在出水的同时有大量氨合成。
出水主期温度为400~430℃，最终还原温度为475~480℃。
对于中、小型合成氨厂，正常还原过程在48~72h内完成。
此外，A301型催化剂的活性温度比A110系列和A201型降低了15~30℃，其催化活性（氨净值）高。
表2-1为主要铁基催化剂的性能比较。
[3]表2-1主要铁基催化剂的性能项目催化剂型号A110-1 A110-2 A201 A301开发单位福州大学浙江工学院化学组成Fe3O4Fe3O4Fe-Co FeOFe2+/Fe3+摩尔比0.5~0.6 0.55（平均）0.4~0.6 3~20助催化剂Al2O3,K2O,CaO,BaO Al2O3,K2O,CaO Al2O3,K2O,CaO晶相磁铁矿磁铁矿磁铁矿维氏体磁性铁磁性铁磁性铁磁性拿铁磁性堆积密度/kg·L-1 2.8~3.0 2.8~3.0 2.6~2.9 3.0~3.2比表面积/m2·g-113.31 15.40 18.00~2.00 13.34孔隙率,% 42.00 36.93外形不规则固体颗粒不规则固体颗粒不规则外形无定形还原性能较易易易极易还原温度/℃530(最终619) 505 510 480(最终516)相对还原速度 1.0 1.0 3.3还原时间/h 80~90 48~64活性温度/℃465±5 465±5 465±5 440±5使用温度/℃340~530 360~520 450~510 325~500操作温度/℃460~500 455~510 425~500 330~500使用压力/MPa 10.0~58.8 15.0~35.0 15.0~30.0 12.0~30.0空速/h-110000~55000 3000~20000NH3的质量分数,% 15.0 13.5 13.5 ≥17.5耐热性好好好好抗毒性好好好好机械强度高高较好极高从表1可以看出A301型氨合成催化剂比其他催化剂性能要好的多，经济价值更可观些。
A301型催化剂中的化学组成是FeO，FeO具有化学非整比性、氧化性和亚稳定性。
在常温下FeO的氧化反应和歧化反应速度很缓慢。
含多种助剂的Fe1-x O基催化剂在动力学上是稳定的，母体中只有一种铁氧化物（Fe1-x O）和一种晶体结构（Wustite），只有维氏体单独存在于催化剂中时才具有高活性。
研究发现具有维氏体（wustite，Fe1-x O，0.04≤x≤0.10）相结构的氧化亚铁基氨合成催化剂具有最高活性，否定了磁铁矿（Fe3O4）相还原得到的催化剂具有最高活性的经典结论。
对氨合成工业当的贡献更大，是一次重大突破。
2.2促进剂2.2.1铁族或邻铁族过渡金属关于铁族或邻铁族过渡金属元素的促进作用,近年来已有大量研究工作报道。
据报Co 本身的氨合成活性很低,但其作为促进剂则可大大提高传统双促进熔铁型催化剂的高温活性。
如Kalenczuk的研究表明,在Fe/Al2O3中加入钴会提高其合成氨活性。
Kalenczuk用扫描电镜、X-射线衍射和莫斯鲍尔谱研究了钴助催剂对于氮、氢、氨在含钴的铁催化剂表面上的影响。
在10MPa、350~450℃下,通过对传统合成氨熔铁型催化剂和一系列含钴量不同的熔铁催化剂的研究表明,钴的添加提高了合成氨催化活性。
当钴的含量为5.5%(重量比)时,催化剂的活性最高。
这是由于钴的添加促进了氮的化学吸附和氨的脱附,从而提高了催化活性。
Kalenczuk的研究还表明在Fe/MHC(MHC为碱式碳酸镁)中添加钴会增加其活性。
魏可镁等也开发了含钴合成氨催化剂,如A201和A202等。
A201型氨合成催化剂是铁钴双活性组分的低温高活性催化剂,具有良好的热稳定性和抗毒性。
A202型氨合成催化剂在同等条件下的合成氨活性、耐热性和抗毒性均优于A201催化剂。
另外,含钴催化剂的形状对其活性也有一定的影响。
Wang等的研究表明,钴在不规则催化剂和球状催化剂中的作用不同，对于不规则催化剂,活度和比表面随钴含量增加而增加,随铁原子比增加而减少;而对于球状催化剂,虽比表面减少,但比活性增加,因此整体活性还是增加的。