[發(fā)明專利]一種氨合成催化劑的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 02113124.4
• 申請日: 2002-06-03
• 公開（公告）號: CN1385238A
• 公開（公告）日: 2002-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王榕;林建新;俞秀金;魏可鎂
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: B01J23/46
• 分類號: B01J23/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種以貴金屬釕為活性組分，堿土/稀土/堿金屬氧化物或/和氫氧化物為助劑，市售活性炭(AC)為載體的高活性新型氨合成催化劑的制備方法。確切地說，它屬于一種金屬催化劑的制備方法。

背景技術(shù)：

經(jīng)檢索可知：美國專利US?4142993描述了一種氨合成釕催化劑的制備路線：炭載體先浸漬助劑，真空焙燒，再浸漬三氯化釕，再經(jīng)真空焙燒等制得催化劑。其制備工藝煩瑣，制備裝置難得，較難工業(yè)化。美國專利US3830753又敘述的催化劑制備方法中，助劑采用堿金屬真空蒸發(fā)沉積到催化劑上。這種方法在工業(yè)上也是難以實行的。中國專利CN?1270081A介紹的一種氨合成釕催化劑的制備方法，雖然主活性物質(zhì)和助劑的浸漬采用了常規(guī)的濕浸法，但制備中需使用造價較高的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，并且以上三個專利中對催化劑上釕的還原均采用氫為還原劑。其缺點是還原周期長、還原中產(chǎn)生的HCl會腐蝕設(shè)備和管道、殘留在催化劑上的微量氯會影響催化劑的活性。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于提供一種新型高效氨合成催化劑的制備方法。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的(a)用濕浸法或噴涂法以含重量分數(shù)為0.01-5.0％的三氯化釕溶液浸漬干的BET表面積為500-1000M²/g的市售活性炭，以干的活性炭重量為基，金屬釕的最終擔載量為2-12％wt；(b)在30-120℃下脫除溶劑；(c)用溫度為室溫～100℃的稀的還原劑溶液將釕還原成零價；(d)用溫度為室溫～100℃的稀的堿性溶液洗滌催化劑上殘留的氯；(e)用純水洗滌催化劑至洗出的水呈中性，并且用AgNO₃水溶液檢驗不顯Cl^-1存在為止；(f)用濕浸法或噴涂法浸漬堿土、稀土、堿金屬溶液作助劑；(g)在30-120℃下干燥。

使用本發(fā)明介紹的方法具有催化劑制備裝置簡單易得，制備周期短，制備量彈性大、活性比用氣相還原法高5-30％的優(yōu)點。

所用的稀的還原劑溶液為水合肼水溶液。

所用的堿性溶液是堿金屬的碳酸鹽、碳酸氫鹽、氫氧化物的溶液或氨水。

所用助劑前體選自堿土金屬、稀土金屬、堿金屬的硝酸鹽、氫氧化物、碳酸鹽。助劑金屬與釕的摩爾比為0.05-13。

三氯化釕和助劑的浸漬可以使用常規(guī)的浸漬設(shè)備，例如浸漬槽。也可以用常規(guī)的噴涂方法進行制備。

主活性組分釕的前體和助劑前體的溶劑選自水、甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、環(huán)己烷。其中本發(fā)明特別推薦以水作為溶劑。

浸漬后催化劑上殘留溶劑可以在大氣氣氛下采用常規(guī)的烘干方法(包括使用電熱、蒸汽、紅外線、微波為加熱介質(zhì))脫除或真空干燥脫除。

本發(fā)明使用肼作為還原劑。還原劑的精確濃度不是關(guān)鍵的。可是還原劑的量要能把催化劑內(nèi)全部的釕還原到零價，因此通常采用化學(xué)計量上的過量方法。為了避免還原劑的不經(jīng)濟消耗，使用稀的還原劑水溶液是合適的。由于還原反應(yīng)非常快，釕的還原時間可以相當短，只要有足夠的還原劑存在，有幾分鐘到三十分鐘時間就夠了。

為了徹底除去還原后殘留在催化劑上的氯，本發(fā)明對還原后的催化劑進行了堿洗和水洗。所用的堿性物質(zhì)為堿金屬的碳酸鹽、碳酸氫鹽、氫氧化物或氨。堿性物質(zhì)的溶劑可以是水、甲醇、乙醇、乙醚等。其中本發(fā)明特別推薦以水作為溶劑。

堿性溶液的精確濃度不是關(guān)鍵的，但應(yīng)保證處理后的殘液保持堿性。為了減少洗滌時間，堿液的溫度為室溫～100℃。

水洗步驟采用去離子水或蒸餾水作為洗滌用水。為了增加洗滌效率、節(jié)約洗滌用水，將催化劑置于專用的洗滌塔中進行洗滌是合適的。洗滌塔的材質(zhì)可以是玻璃鋼、玻璃、PVC塑料、聚四氟乙烯塑料、陶瓷、塘瓷、鈦鋼等。

具體實施方式：

下面通過實例詳述本發(fā)明，但不受其限制。

實施例1

將三氯化釕溶于水中配成浸漬液。取需要量的浸漬液置于浸漬槽中，加入一定量活性炭(AC)載體，浸漬3-10分鐘，濾出催化劑并瀝干后，將其置于干燥箱中于80℃下烘干15分鐘，取出再置于浸漬槽中浸漬3-10分鐘后，置于干燥箱中于80℃下烘干15分鐘，如此循環(huán)至浸漬槽中的浸漬液全部被載體吸干為止。所用的活性炭載體的比表面為857m²/g。

往浸釕后的催化劑中加入200ml由3ml?80％肼水溶液與197ml去離子水制成的肼水溶液。肼水溶液的溫度約為30-95℃，還原約需20分鐘。還原后瀝出催化劑。