ZrO2纳米晶高效地催化电化学氮气还原成氨

通过电化学氮气还原反应合成氨，反应条件温和，反应过程中没有温室气体的排放，更满足“碳中和”和“碳达峰”的要求。但是，由于缺乏高效的电催化剂，产氨率和法拉第效率不高，限制该反应的工业应用。因此开发高效的催化剂是电化学氮气还原反应中非常关键但具有挑战性的课题。用简单易控的方法合成氧化锆纳米晶，并首次将氧化锆纳米晶作为电催化剂应用于电化学氮气还原反应中，实现了高效地氨合成。电化学测试结果表明，在0.1 mol/L的盐酸溶液中，氧化锆纳米晶的催化产氨量和法拉第效率均非常高，分别为27.93μg·h^-1·mg^-1和6.18%。     

英国庄信万丰公司加快投资中国合成氨和甲醇产业

<正>英国庄信万丰(JMC)公司是一家跨国专用化学品公司,该公司注重发展其在催化剂、贵金属和精细化学品领域的核心技术,氨合成催化剂占除中国外全球其余地区35%以上市场份额。该公司氨合成催化剂     

中粮、中石化与诺维信合力推动中国纤维素乙醇产业化进程

赢创贵金属粉末催化剂（PMPC）主要用于药物、精细化学品与工业化学品的合成，而该工艺对催化剂产品在选择性、活性和过滤性等方面盼要求都很高。作为全球贵金属粉末催化剂领域的领先者，赢创目前在德国、日本、巴西、美国均设有工厂，在上海莘庄新建的贵金属催化剂工厂也于2010年6月9日正式投入生产。新建立的工厂使赢创可以直接通过本地化生产贵金属催化剂，     

一种新型催化剂开发成功

由秦才东等开发成功的新型催化剂系列产品，已申请中国专利。这种催化剂具有卓越的催化性能，抗碳氧化物、水及油脂中毒性强，可极大地降低许多化工过程对设备和技术的要求，同时大大降低能耗。使用这种催化剂可以在温和的条件下，使氮气、氧气直接催化反应生成一氧化氮；可取代目前采用的合成氨固氮法及由氨氧化制硝酸工艺。采用这种催化剂可使碳氢化合物在较为温和的条件下，与氮反应生产合成氨或发生脱氢反应，还可降低乙烯、丙烯、苯乙烯生产中的能耗，并可副产氨。采用一氧化碳与氨催化脱水合成氢氰酸，使用该催化剂具有设备简单、操作…     

氨合成催化剂改用氮气升温总结

通过对氨合成催化剂改用氮气升温方法的理论计算和分析,提出合成气压缩机组、开车电加热器等在氮气工质下运行的技术参数,从而得出氮气升温操作的工艺条件,在此基础上编制氮气升温操作方案,成功地进行了氮气升温操作,使合成系统冷态开车时间由15 h缩短至2 h,减少了大量合成氨原料气的排放并提前13 h出氨,取得了良好的经济效益.     

国内专利精选

正用于制备氯乙烯的贵金属催化剂的再生方法:CN105536885A∥王雅玲(新疆中泰化学股份有限公司),公开日期:2016-05-04公开了一种用于制备氯乙烯的贵金属催化剂的再生方法,其按下述步骤进行:(1)氮气处理;(2)再生气体处理;(3)在氮气氛围下降至常温,进行热回流处理。采用该方法得到的再生贵金属催化剂与新鲜贵金属催化剂的活性相当,其性能     

常温常压下氮气还原合成氨催化剂的研究进展

介绍了N2还原合成NH3催化剂的2种催化反应机理:缔合途径和解离途径。综述了近年来电催化剂(贵金属、过渡金属和非金属)和光催化剂最新研究进展,最后对该新型领域催化剂的设计进行了展望。     

等压合成氨工艺节能计算

我国合成氨工业现有工艺中有35%是固定层间歇煤气化,氨合成系统压力高、能耗高,环境差,这些企业最终要更新工艺路线。提出设计煤气化与氨合成等压,取消氢氮气压缩机,目前条件已基本上具备。开发等压合成氨需要两个基本条件:高活性低温低压氨合成催化剂;与高效催化剂匹配的低压工艺。当水煤浆在8.7 MPa制气时,采用ZA-5催化剂实现7.5 MPa的等压合成氨工艺是完全可行的     

静电纺丝技术在氨硼烷水解脱氢催化剂制备中的应用

氨硼烷由于其氢质量分数高达19.6%,在环境条件下稳定性高,无毒,在普通溶剂中溶解度高,因此被视为是一种极具潜力的固体储氢材料。但是传统纳米金属催化剂颗粒容易出现团聚、损失、二次污染、难回收的问题。高压静电纺丝技术将微纳米纤维作为纳米金属颗粒的载体,制备出的催化剂可以有效弥补传统纳米金属催化剂的缺点。本文从静电纺丝技术、纳米纤维的分类、催化剂的分类3个角度重点介绍了静电纺丝法制备应用于氨硼烷水解的纳米催化剂。在纳米纤维的分类中详细介绍了应用电纺技术制备不同种类纤维的制作步骤和关键技术点;在催化剂的分类中全面详细介绍了贵金属以及非贵金属催化剂的制备工艺,对比两种催化剂制备的优缺点,总结出了催化剂颗粒以及载体的选择依据。最后分别提出通过技术设备的升级优化、催化颗粒与载体的合理设计、“三步”化学反应的方法来解决电纺技术效率低、催化性能差、氨硼烷再生难的问题。     

合成氨电催化剂研究进展

氨是一种重要的无机化工原料,氮气是自然界最为丰富的自然资源之一,用氮气通过化学反应合成氨,近百年来一直是化工行业的重要生产技术之一。与传统合成氨技术相比,电催化合成氨技术能够有效减少能耗、减少CO_2排放量,因而成为最有前景的化工合成技术之一。以氮气为原料,利用电催化技术合成氨既达到固氮又能实现生产国计民生必需化工原料目标,但受制于合成反应的动力不足之瓶颈。因此,寻找原料丰富、行之有效、价格低廉、制备技术可行的合成氨电催化剂,成为该研究热点。本文在介绍合成氨电催化技术基本原理的基础上,重点综述了近几年国内外在电催化合成氨催化剂领域的最新研究现状,并对其未来发展趋势进行了分析与展望。     

电催化氮气还原合成氨催化材料研究进展

氨是纺织、制药、化肥等领域重要的化工原料,也是一种清洁的能源载体,需求量大。目前氨的工业生产主要为Haber-Bosch法,反应条件严苛,能源消耗大且碳排放较高。电催化氮气还原(NRR)合成氨是一种在常温常压下进行的反应,工作电位低,且电能可通过清洁能源提供,是一种很有潜力的合成氨新工艺。但目前电催化NRR材料的产氨速率和法拉第效率低、工作稳定性不够高、溶液中痕量氨的定量检测困难及检测标准不统一等都为其发展带来了巨大挑战。本文首先介绍了电催化NRR的反应机理和常用研究方法,然后重点梳理了2019年以来NRR催化材料的最新研究进展,最后对该领域研究面临的挑战和机遇进行了展望。     

电催化氮气还原合成氨反应中抑制水解析氢竞争的研究进展

传统工业合成氨Haber-Bosch工艺条件要求严苛,并且存在高能耗以及高CO₂排放问题。电催化氮气还原（nitrogen reduction reaction, NRR）是一种在常温常压下利用氮气合成氨的新工艺,具有成本低、反应条件温和、环境友好等优势。但该反应所需过电位较高,水解析氢反应（hydrogen evolution reaction, HER）竞争明显,导致电流密度和选择性较低,无法达到工业应用水平。本文在介绍电催化NRR合成氨的反应机理的基础上,主要从氮气分子的吸附活化和电还原阶段反应过程出发,综述了电催化氮气还原合成氨反应中HER与NRR的竞争机制。重点梳理了通过设计催化剂和反应体系抑制HER的国内外最新研究成果,最后对电催化NRR合成氨面临的挑战和机遇进行了展望。     

Application of electrode materials and catalysts in electrocatalytic treatment of dye wastewater

The dye industry produces a large amount of hazardous wastewater every day worldwide, which brings potential threaten to the global environment. As an excellent method for removal of water chroma and chemical oxygen demand, electrocatalytic methods are currently widely used in the treatment of dye wastewater. The selection and preparation of electrode materials and electrocatalysts play an important role on the electrocatalytic treatment. The aim of this paper is to introduce the most excellent high-efficiency electrode materials and electrocatalysts in the field of dye wastewater treatment. Many electrode materials such as metal electrode materials, boron-doped diamond anode materials and three-dimensional electrode are introduced in detail. Besides, the mechanism of electrocatalytic oxidation is summarized. The composite treatment of active electrode and electrocatalyst are extensively examined. Finally, the progress of photo-assisted electrocatalytic methods of dye wastewater and the catalysts are described.     

铜基材料电催化还原硝酸盐制氨研究进展

人类工农业活动导致环境中硝酸盐浓度升高,利用电催化技术将硝酸盐还原合成氨(NO₃RA)符合“双碳”政策,可达到去除硝酸盐污染和制备氨(NH₃)的双重目的。该文综述了铜(Cu)基材料电催化硝酸盐还原的反应机理,从反应机理角度分析了不同Cu基催化材料优势性能的起源。围绕Cu单原子、单金属Cu、Cu基合金、Cu基氧化物和Cu基金属有机框架材料的大量研究实例,对不同Cu基催化材料催化NO₃RA反应的性能进行归纳总结。通过对Cu基材料催化NO₃RA反应影响因素的分析,针对目前存在的问题展开探讨,以期为未来Cu基催化剂电催化NO₃RA反应的开发与实际应用提供参考。     

电催化氮还原合成氨电化学系统研究进展

氨是化肥、涂料等领域中重要的化工原料,是产量第二高的商用化学品。目前,90%以上的氨均来自Haber-Bosch法,该工艺需要高温、高压条件,能耗较高,且依赖化石燃料的使用,产生大量CO₂排放,在倡导节能环保的新时代下,该工艺面临严重的能耗及环保问题。电催化氮还原合成氨工艺是一种采用电能驱动的节能工艺,且原料为绿色环保的H₂O和N₂,其有望替代传统合成氨工艺。但是目前该工艺存在一些技术难点有待突破,使其产氨速率、法拉第效率等性能不高,距离商用化生产差距较大。分析总结了该工艺的技术难点,围绕该领域的优化策略,重点综述了针对合成氨电化学系统的改进措施,以及近几年文献报道的研究进展,最后对该领域的未来发展进行展望。     

碱性电解水析氢中的异质结构催化剂

碱性环境下单相金属催化剂的电催化产氢的动力学过程普遍缓慢远不及其在酸性条件,且存在易腐蚀等问题。近期很多异质结构催化剂被报导在碱性条件下表现出优异的析氢性能或长时间的耐用性,其中一些非贵金属催化剂达到了与贵金属基催化剂类似的高催化活性,为碱性条件下产氢催化剂的设计与开发提供了新思路。首先,介绍了异质结构相较于单一材料在产氢催化中的优势,并补充说明了碱性产氢理论相关背景。然后,追溯异质结构在碱性产氢催化剂中的研究路径,主要介绍了异质结构催化剂中极其重要且报导众多的过渡金属氢氧化物基、氧化物基以及硫化物基的异质结构催化剂,通过实例展示异质结构催化剂的制备方法、表征策略以及相应的设计思路。最后,分析了异质结构催化剂在固有活性比较中的困难并对异质结构催化机理的未来研究进行了展望。     

氨分解制氢催化剂改性研究进展

在氨分解制氢技术中催化剂的选取尤为重要,其组成、形貌结构、载体、助剂等均能影响催化剂活性发挥。本文综述了近几年国内外氨分解制氢催化剂的改性研究现状,对催化剂的形貌结构变化、不同载体的影响、助剂的添加、矿石及工业废品在氨分解中的应用进行了详细的介绍,指出有效发挥催化剂和载体、助剂等之间的协同作用,改善外部条件,对于实现氨分解制氢具有很好的潜在实用价值,进一步设计出低压、低温、高活性氨分解的新型催化剂,降低能量消耗是未来氨分解催化剂的研究方向。     

电催化分解氨制氢研究进展

氢能作为一种理想的能源载体之一，近些年来受制于储存和运输的难题并未大规模发展。但随着电催化技术的成熟，在温和条件下，通过电催化分解含氢介质的制氢路线或将具备规模化开发清洁能源的潜力。氨(NH₃)具有高储氢密度(17.6%，质量分数)、运输便利、无碳等优点，被认为是合适的储氢介质之一。电催化分解氨的过程主要包括析氢反应(hydrogen evolution reaction， HER)和氨氧化反应(ammonia oxidation reaction， AOR)。重点综述了阳极电催化分解氨的反应机理及AOR催化剂的研究现状，对氨氧化技术的发展和应用进行了总结和展望，可为开发具有更高活性、稳定性的AOR催化剂和“以氨制储氢”的发展路线提供思路和指导。     

氨分解制氢催化剂研究进展

随着环保法规日趋严格,清洁氢能的生产和应用引起关注,氨分解制氢是其中重要途径之一。综述Ru、Ni和Fe等氨分解催化剂的研究进展,Ru催化剂具有较高的催化活性,但由于资源有限和价格昂贵等因素使其在工业应用方面受到限制。以Fe和Ni为代表的非贵金属催化剂资源丰富,价格低廉,氨分解反应转化率高,具有潜在的工业应用前景。我国独创的新一代Fe_(1-x)O基新型熔铁催化剂是目前世界上活性最高的氨合成催化剂,根据微观可逆性原理,新型熔铁催化剂也是氨分解反应活性最好的制氢催化剂。     

Perspective of hydrogen energy and recent progress in electrocatalytic water splitting

As a secondary energy with great commercialization potential, hydrogen energy has been widely studied due to the high calorific value, clean combustion products and various reduction methods. At present, the blueprint of hydrogen energy economy in the world is gradually taking shape. Compared with the traditional high-energy consuming methane steam reforming hydrogen production method, the electrocatalytic water splitting hydrogen production stands out among other process of hydrogen production owning to the mild reaction conditions, high-purity hydrogen generation and sustainable production process. Basing on current technical economy situation, the highly electric power cost limits the further promotion of electrocatalytic water splitting hydrogen production process. Consequently, the rational design and development of low overpotential and high stability electrocatalytic water splitting catalysts are critical toward the realization of low-cost hydrogen production technology. In this review, we summarize the existing hydrogen production methods, elaborate the reaction mechanism of the electrocatalytic water splitting reaction under acidic and alkaline conditions and the recent progress of the respective catalysts for the two half-reactions. The structure–activity relationship of the catalyst was deep-going discussed, together with the prospects of electrocatalytic water splitting and the current challenges, aiming at provide insights for electrocatalytic water splitting catalyst development and its industrial applications.