合成氨钌催化剂活性物种引入(一):熔融法和升华法

2016-08-19
研发部

                                                                 升华法示意图

钌基催化剂同其他贵金属催化剂一样,其制备方法很大程度上影响钌粒子在催化剂载体上的分散度,从而影响催化剂的活性。制备方法不同,催化剂的性能将有很大差异。

熔融法

       熔融法用于钌粉和骨架钌的制备。将2份石墨和1份钌在300 ℃和较低压力下加热20 h, 然后加入2份钾,使混合物在熔融状态下,300℃,真空度为1.3×10-6 MPa中保持20 h,制得K-Ru-C三组分催化剂,此方法即是熔融法。这种方法制备的催化剂含钌量大,从而使得催化剂的成本高昂,现在已经很少使用。

升华法

       利用羰基钌化合物蒸气压较高和易升华的特点,将钌负载到载体上的制备方法称为升华法。在石墨炭存在时,羰基过渡金属化合物升华较快,根据这一原理,BP公司用Ru3(CO)12升华到预浸渍了RbNO3的含石墨炭载体上,该催化剂在使用前用氢气还原,其活性是铁催化剂的10-20倍,氨产率很高,且起始反应温度和压力都降低了,N2和H2的比例范围也变宽了。该催化剂也是目前唯一投入商业化使用的钌基氨合成催化剂。Song等通过CVD法制备了钌粒子分散较好的Ru/AC催化剂,该方法操作简单且可以避免溶剂对催化剂性质的影响,有较好的重复性,但它更适合于由Ru3(CO)12制备无氯氧化物负载钌催化剂。Bielawa等利用这种方法制备了高活性的Ba-Ru/MgO,该催化剂成为最有可能取代活性炭体系的氧化物负载钌催化剂。但是Ru3(CO)12价格昂贵,不利于工业化使用,因此寻找其替代物是未来钌前驱体研究的重点。

来源:内江洛伯尔材料科技有限公司