[發明專利]一種活性炭負載的釕基氨合成催化劑及其制備方法

無效

• 申請號: 200810071543.7
• 申請日: 2008-08-07
• 公開（公告）號: CN101322947A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發明（設計）人: 魏可鎂;倪軍;王榕;林建新;俞秀金;林炳裕
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: B01J31/04
• 分類號: B01J31/04;C01C1/04
• 代理公司: 福州元創專利代理有限公司
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明屬于氨合成催化劑制備技術領域，更具體涉及一種釕基氨合成催化劑及其制備方 法

背景技術

氨合成催化劑是合成氨工業中最重要的催化劑。上世紀八九十年代，人們就已經研究了 各種氧化物在釕基氨合成催化劑中的應用，一些早期的文獻介紹了這部分的研究成果：釕催 化劑主要的前驅體為Ru₃(CO)₁₂，RuCl₃，Ru(acac)₂，RuNO(NO₃)₃，RuCl₃等，但是在釕催化劑 中貴金屬高的投入阻礙其廣泛的應用。各種釕的前驅體性價比差異顯著，低價位的前驅體具 有高的性價比。一般情況下，釕催化劑中采用Ru₃(CO)₁₂或其它的無氯前驅體而不是氯化釕， 因為氯的存在可能顯著降低釕系氨合成催化劑的活性。目前，相對便宜的氯化釕因其高的性 價比和除氯技術的進步受到廣泛關注。但是，在氯化釕作前驅體的Ru/AC催化劑中，釕的分 散度較小，粒子大小不均勻，不利于降低單位質量載體釕的用量和提高催化劑的性價比。

目前，有關提高釕的分散度的方法主要是采用RuCl₃的預還原和載體的預處理。有些研究 者采用溶膠-凝膠法制備高度分散的釕粒子，但是目前這種方法不可避免的涉及到非水溶劑的 使用，釕的回收以及制備時間長等不利影響，阻礙其廣泛采用(W.F.Han，H.Z.Liu，H.Zhu， Catalysis?Communications.8(2007)351-354；Q.C.Xu，J.D.Lin，X.-Z.Fu，D.W.Liao，Catalysis Communications.9(2008)1214-1218；Shan?Wu，Jixin?Chen，Xingfang?Zheng，Haisheng?Zeng，C. Zheng，N.Guan，Chemical?Communication.(2003)2488-2489)；活性炭氧化法增加表面含氧基 團，可以一定程度上提高釕的分散度(T.Kyotani，S.Nakazaki，W.-H.Xu，A.Tomita，Carbon.39 (2001)782-785；K.Hernadi，A.Siska，L.Thien-Nga，L.Forr，I.Kiricsi，Solid?State?Ionics.141-142 (2001)203-209；A.N.A.El-Hendawy，Carbon.41(2003)713-722；A.H.El-Sheikh，Talanta.75 (2008)127-134；V.Z.Radkevich，T.L.Senko，K.Wilson，L.M.Grishenko，A.N.Zaderko，V.Y. Diyuk，Applied?Catalysis?A：General.335(2008)241-251)。但是這種方法需要用HNO₃，H₂O₂或 O₃等處理活性炭，是一種耗時、制備費用高的方法，在催化劑中難以廣泛采用。采用檸檬酸 作助劑，通過檸檬酸改善釕在活性炭上的分布，提高單位質量釕的活性位數目，從而提高催 化劑的活性，降低單位質量釕催化劑的使用量，進一步降低釕催化劑的制備費用。檸檬酸法 作助劑制備釕系氨合成催化劑未見文獻報道。

發明內容

本發明的目的提供一種活性炭負載的釕基氨合成催化劑及其制備方法，在較低的釕負載 量下，該制備方法制備的催化劑相比未加助劑檸檬酸的催化劑活性有加大提升，而且需要的 原料便宜，制備流程簡單，有利于降低成本，實現規?；a。

本發明所述的催化劑在制備中選用檸檬酸預處理活性炭和氯化釕，選用鋇助劑為硝酸鋇， 鉀助劑為氫氧化鉀或硝酸鉀中的一種；所述催化劑以活性炭為載體，金屬釕為活性組分，催 化劑的組成為(CA+Ru)-Ba-K/AC、CA-Ru-Ba-K/AC；其中CA代表檸檬酸，AC代表活性炭，(CA+Ru) 表示檸檬酸和氯化釕混合浸漬，CA-Ru表示先浸漬檸檬酸再浸漬氯化釕。

本發明所述催化劑制備方法是：采用等體積浸漬法制備催化劑：采用檸檬酸氯化釕混合 浸漬法、或先浸漬檸檬酸再浸漬氯化釕、或浸漬檸檬酸后先經熱處理后再浸漬氯化釕，烘干 后還原氯化釕，再用等體積浸漬方法浸漬助劑。

本發明與現有技術相比具有如下顯著優點：