氨合成催化剂的进展

Fe_1－xO催化剂体系和钌催化剂的发现,标志着合成氨催化剂的研究取得了重大进展。Fe_1－xO催化剂体系的发明,使氨合成催化剂的活性有了一个飞跃性的进步,为熔铁催化剂的发展注入了生机。钌催化剂的发明则有可能成为真正突破经历了近一个世纪的铁催化剂的使用历史。由于钌的稀有和昂贵,要在工业上广泛应用,还需要做大量的研究。     

合成氨催化剂技术进展及工业应用

综述了主要合成氨催化剂(传统熔铁催化剂、Fe1-xO基催化剂，钌基合成氨催化剂)的研究和工业应用情况，并展望了其发展的趋势。     

合成氨催化剂技术进展及工业应用

综述了主要合成氨催化剂 (传统熔铁催化剂、Fe1-xO基催化剂 ,钌基合成氨催化剂 )的研究和工业应用情况 ,并展望了其发展的趋势。     

Kellogg合成氨工艺进展

综述了以先进合成氨工艺和转化换热系统技术为代表的Ｋｅｌｌｏｇｇ第二代合成氨工艺，较详细介绍了钌基催化剂和转化换热器。     

Kelogg合成氨工艺进展

综述了以先进合成氨工艺和转化换热系统技术为代表的Ｋｅｌｏｇｇ第二代合成氨工艺。较详细介绍了钌基催化剂和转化换热器     

Fe3O4和 Fe1-xO的性质及其在氨合成催化剂中的应用

Fe3O4和Fe1-xO是铁系氨合成催化剂的两种母体相。本文介绍了它们的晶体结构、还原机理以及在氨合成催化剂中助催化剂与它们不同的作用方式,综述了Fe1-xO基催化剂的工业应用及发展前景。     

合成氨催化剂研究进展

合成氨作为化学工业中重要原料,对我国工业建设和经济生产具有非常大的促进作用,与之相关的合成氨催化剂的发展也占据化工发展的重要部分。因此对于合成氨及催化剂的研究发展从未中断。针对国内外合成氨催化剂各种技术的研究发展进行分析,选取一些新技术进行举例说明,对合成氨催化剂的发展趋势进行展望,旨在对合成氨催化剂的发展做出一定的总结。     

钌催化剂带来合成氨技术革命

在电煤能源高度紧缺的情况下，钌催化剂运用于合成氨生产将给我国合成氨工业带来前所未有的技术革命。福建永安智胜化工有限公司上月举行了钌催化剂合成氨生产产业化示范工程开工仪式，该公司将投资7600万元打造这一示范基地，标志着钌系氨合成催化剂研究成果已开始产业化应用。     

新型钌催化剂和氨合成工艺

新型钌催化剂代替传统的铁系催化剂，不仅可以使氨的转化率及生产能力大大提高，而且对合成氨工业降低成本、降低消耗都有突破性进展。     

钌基氨合成催化剂作用机理及氧化物负载钌催化体系研究

介绍了钌基氨合成催化剂的最新研究进展,结合密度泛函理论计算综述了钌基氨合成催化剂的作用机理,包括钌表面对氮分子的吸附活化以及钌基氨合成催化剂上的氨合成反应动力学模型方面的研究成果。对氧化物载体的制备方法、修饰和复合手段、助剂种类及其在催化反应中的作用机理等进行了总结,探讨了钌基氨合成催化剂理论研究以及氧化物催化剂体系目前存在的问题。     

Fe1-xO基氨合成催化剂性能及其影响因素分析

催化剂表面有较多的α－Ｆｅ（１１１）晶面是Ｆｅ１－ｘＯ基催化剂高活性的本质,合适的助剂构筑更多的α－Ｆｅ（１１１）晶面和稳定这些高活性晶面是成功开发Ｆｅ１－ｘＯ基催化剂的技术关键。     

助催化剂对Fe1-xO基费托合成催化剂性能的影响

考察了助催化剂对Fe_1-xO基合成熔铁催化剂反应性能的影响，并通过XRD和TPD对催化剂进行表征。结果表明，MnO可以使产物中甲烷选择性降低，低碳烯烃的选择性增加，（CO＋H₂）转化率下降。稀土氧化物M₂O₃(M=La、Nd、Pu等)的加入，产物中甲烷的选择性降低，低碳烯烃的选择性增加，C₅^＋选择性增加。对于熔铁催化剂，较少量M₂O₃(质量分数为0.5％～1.0％)的加入可以使甲烷选择性由21.1％降到14.84％，低碳烯烃收率由31.20 g·m^-3升高到40.91 g·m^-3，C₅^＋收率由45.52 g·m^-3升高到59.61 g·m^-3，但是较多量M₂O₃(质量分数为1.5％)的加入，（CO^＋H₂）转化率大幅下降，（CO＋H₂）转化率仅为30.29％。XRD结果表明，加入MnO，Mn²⁺部分取代了较大离子半径的Fe²⁺的位置，晶胞参数变大；M₂O₃的加入，形成了新的晶相。TPD结果表明，低温脱附峰的面积在添加MnO或M₂O₃后明显减少，催化剂表面活性中心数目减少。     

钌基氨合成催化剂研究进展

钌基催化剂被称为继铁基催化剂之后第二代氨合成催化剂。文中介绍了钌基氨合成催化剂的载体、钌的母体化合物和促进剂的研究进展以及在钌基催化剂上氨合成反应动力学。     

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。     

抑制碳负载钌基氨合成催化剂甲烷化的研究

The effects of promoters K, Ba, Sm on the resistance to carbon-methanation and catalytic activity of ruthenium supported on active carbon (Ru/AC) for ammonia synthesis have been studied by means of TG-DTG (thermalgravity-differential thermalgravity), temperature-programmed desorption, and activity test. Promoters Ba,K, and Sm increased the activity of Ru/AC catalysts for ammonia synthesis significantly. Much higher activity can be reached for Ru/AC catalyst with bi- or tri-promoters. Indeed, the triply promoted catalyst showed the highest activity, coupled to a surprisingly high resistance to methanation. The ability of resistance of promoter to methanation of Ru/AC catalyst is dependent on the adsorption intensity of hydrogen. The strong adsorption of hydrogen would enhance methanation and impact the adsorption of nitrogen, which results in the decrease of catalytic activity.     

光（电）催化氮气还原合成氨研究进展

光（电）催化氮气还原技术利用天然太阳能作为能源,具有成本低、反应条件温和等众多优势,可解决传统工业合成氨Haber-Bosch工艺的高能耗以及高CO₂排放等问题,被认为是目前最具前景的新兴合成氨技术之一。由于氮气为非极性分子,在水中溶解度极低,且本身呈现化学惰性,难以被活化,使得整体的氮气还原转化合成氨效率较低。同时,光生载流子的利用率也显著影响整体的催化效率。为此,光（电）催化氮气还原技术的关键在于催化剂的设计和催化反应体系的优化。本文在介绍光（电）催化氮气还原合成氨反应过程以及机理的基础上,主要从促进氮气溶解扩散、氮气吸附和活化以及强化载流子分离和传输等具体反应过程出发,重点综述近期国内外在光（电）催化氮气还原合成氨领域基于上述反应过程强化的最新研究现状。最后,指出了目前光（电）催化氮气还原合成氨研究领域面临的挑战,并对此领域的未来发展趋势进行了分析与展望。     

Iron intercalated in graphite as catalysts for ammonia synthesis

Catalysts for ammonia synthesis based on iron intercalated in graphite precursors were prepared. This study reveals that the catalysts' activity is associated with a broad electron paramagnetic resonance (EPR) line, and that the iron co-ordinated by both carbon and potassium influences both the intensity of the EPR signal and activity.     

Sustainable ammonia production through process synthesis and global optimization

Current ammonia production technologies have a significant carbon footprint. In this study, we present a process synthesis and global optimization framework to discover the efficient utilization of renewable resources in ammonia production. Competing technologies are incorporated in a process superstructure where biomass, wind, and solar routes are compared with the natural gas-based reference case. A deterministic global optimization-based branch-and-bound algorithm is used to solve the resulting large-scale nonconvex mixed-integer nonlinear programming problem (MINLP). Case studies for Texas, California, and Iowa are conducted to examine the effects of different feedstock prices and availabilities. Results indicate that profitability of ammonia production is highly sensitive to feedstock and electricity prices, as well as greenhouse gas (GHG) restrictions. Under strict 75% GHG reductions, biomass to ammonia route is found to be competitive with natural gas route, whereas wind and solar to ammonia routes require further improvement to compete with those two routes. © 2018 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 65: e16498 2019