[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于低溫低壓合成氨催化劑的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202310050979.2
• 申請日: 2023-02-02
• 公開（公告）號: CN116116412A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王新磊;張顯
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽枡水新能源科技有限公司
• 主分類號: B01J23/745
• 分類號: B01J23/745;C01C1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種應(yīng)用于低溫低壓合成氨催化劑的制備方法，由以下步驟制成：將硝酸鑭和硝酸鐵加到去離子水中，超聲溶解后，再加入檸檬酸，完全溶解后，加入氨水溶液，使pH保持7?8左右；在70?80℃溫度下用水浴鍋攪拌加熱，直至形成凝膠狀；將凝膠狀產(chǎn)物置于烘箱干燥，然后用馬弗爐退火，得到LaFeO3載體；最后用一定量的RuCl3溶液進行浸漬，再置于管式爐中在H2/Ar氣氛中還原得到催化劑成品，該催化劑為Ru/LaFeO3催化劑，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：較傳統(tǒng)的Fe基催化劑，需求的反應(yīng)條件較為溫和，具有優(yōu)異的合成氨反應(yīng)速率，且熱穩(wěn)定性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于合成氨催化劑材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種將釕負載在鈣鈦礦型稀土氧化物載體上的催化劑合成方法及低溫低壓合成氨應(yīng)用，特別涉及一種應(yīng)用于低溫低壓合成氨催化劑的制備方法。

背景技術(shù)

氨(NH₃)是農(nóng)業(yè)、工業(yè)上生產(chǎn)化肥、染料、醫(yī)藥產(chǎn)品等的重要原材料，同時也是重要的潛在氫能載體。

目前傳統(tǒng)合成氨工業(yè)一直使用的哈伯-博施(Haber-Bosch)法仍然存在一些不可回避的問題：(1)受熱力學(xué)限制，氮氣加氫轉(zhuǎn)換效率較低，約10％～15％；(2)能耗高，每年合成氨需要消耗全世界總能耗的1％～3％；(3)合成氨需要的H2主要來源于天然氣和水蒸汽裂解重整，每年需消耗全世界天然氣總量的3％～5％，且伴隨大量CO2的排放(生產(chǎn)1噸氨產(chǎn)生約1.87噸的CO₂)。因此發(fā)展低溫低壓，不利用化石資源，沒有溫室氣體排放的人工合成氨技術(shù)具有重大的研究意義。

若以NH₃為儲氫載體，利用可再生能源電力電解水制氫作為“氫源”，利用空氣分離出氮氣作為“氮源”，可同步實現(xiàn)可再生能源清潔高效利用“綠氨”合成以及安全儲運氫氣。

此外，目前壓力型電解水制氫系統(tǒng)要求輸出壓力≤5.0MPa，一般輸出壓力為1.6-3.2MPa，電解得到的H2經(jīng)深度脫水脫氧后的溫度約為300-400℃。因此，要實現(xiàn)可再生能源電力和合成氨技術(shù)互補融合，亟需發(fā)展與可再生能源電力電解制氫體系相匹配的相對溫和條件下合成氨技術(shù)(反應(yīng)條件：300～400℃、1.6～3.2MPa)，現(xiàn)有面向化石能源的工業(yè)合成氨催化劑在此相對溫和條件下難以滿足要求，因此設(shè)計開發(fā)新型高效的合成氨催化劑就成為貫通“可再生能源-氨-氫”循環(huán)路線的關(guān)鍵所在。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明目的是提供一種應(yīng)用于低溫低壓合成氨催化劑的制備方法，解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

本發(fā)明通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)：一種應(yīng)用于低溫低壓合成氨催化劑的制備方法，由以下步驟制成：

將硝酸鑭和硝酸鐵加入到去離子水中，超聲溶解后，再加入檸檬酸，完全溶解后，加入氨水溶液，使pH保持7-8左右；

在70-80℃溫度下用水浴鍋攪拌加熱，直至形成凝膠狀；

將凝膠狀產(chǎn)物置于烘箱干燥，然后用馬弗爐退火，得到LaFeO3載體；

最后用一定量的RuCl3溶液進行浸漬，再置于管式爐中在H2/Ar氣氛中還原得到催化劑成品，該催化劑為Ru/LaFeO3催化劑。

采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明制備方法相比于無Ru或La的載體，制備的Ru摻雜的LaFeO₃具有較優(yōu)異的溫和條件下合成氨性能以及較高的熱穩(wěn)定性。本發(fā)明通過簡單的不同Ru濃度的浸漬溶液與不同的退火溫度，可以獲得不同組成的Ru摻雜的LaFeO₃催化劑，具有較高的熱穩(wěn)定性，具有一定的工業(yè)應(yīng)用價值。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。