影响Ru/MO_x氨合成催化剂活性关键因素

氨合成催化剂是多相催化领域中许多基础研究的起点,低温高活性的钌系催化剂为继熔铁催化剂之后的第二代氨合成催化剂。从影响氧化物负载的Ru基催化剂性能的关键因素出发,对氧化物载体的改性、助剂的作用并将其深入到反应条件下的化学状态等方面进行了分析和探讨,为新型高活性Ru基氨合成催化剂及其他多相催化剂的设计研发提供借鉴。     

表面活性剂辅助溶胶-凝胶法制备掺Ba纳米MgO及其负载钌基氨合成催化剂

在表面活性剂聚乙二醇（PEG）、聚丙烯酸钠（PAAS）、聚乙烯醇（PVA）的辅助下,采用溶胶-凝胶法制备了一系列掺Ba纳米MgO及其负载的氨合成Ru催化剂。并采用场发射扫描电镜、X射线粉末衍射、N2物理吸附-脱附、X射线能谱仪对样品进行表征。结果表明：表面活性剂的添加可改善掺Ba纳米MgO的织构性质和表面性质,并增强钡、镁之间的相互作用,促使了钡在载体中的分散。其中,在10 MPa、425 ℃、10000 h－1的测试条件下,添加5%的PAAS时制得的2%Ru/Ba-MgO催化剂出口氨生成速率达65.9 mmol/(g?h)。     

EDTA修饰对Ru/Ba-MgO氨合成催化剂性能的影响及作用机理

利用超声——共沉淀技术制备了一系列EDTA修饰的掺钡纳米氧化镁载体（EDTA-Ba-MgO）及其负载的钌基氨合成催化剂（Ru/EDTA-Ba-MgO）。通过场发射扫描电镜、X射线粉末衍射、氮物理吸附、热重分析仪及H2程序升温还原等方法对载体/催化剂进行表征,结果表明：EDTA的修饰作用改变了钡助剂与载体的作用方式,通过与Ba助剂发生络合作用形成了[Ba(EDTA)]2-,改变了Ba2 的带电性质,使钡助剂在带正电荷的载体表面实现了直接吸附,从而更有利于对钡助剂在Ba-MgO中掺杂量及掺杂形式的调控,最终达到提高催化剂活性的目的。在10 MPa,10000 h?1和425 篊的反应条件下,Ru/EDTA-Ba-MgO催化剂上氨合成速率达到 60.27 mmol/(g?h),比Ru/Ba-MgO提高了7.4%。