以石墨化活性炭为载体的钌系氨合成催化剂
在氨合成催化剂领域里，以活性炭或是石墨化活性炭作为载体的钌基氨合成催化 剂的初活性高，但是该类催化剂易发生甲烷化反应，热稳定性较差，长期使用催化剂的性能 会受影响。早期的文献、专利对于提高钌系氨合成催化剂的稳定性，主要是通过提高载体的 石墨化程度来提高催化剂的稳定性，但载体的石墨化程度太高，石墨化载体扩孔就存在困 难，不利于钌的分散，影响催化剂的活性。而且，石墨化程度高的载体制备的催化剂稳定性 也不一定好，主要原因在于催化剂的热稳定性除了与载体的石墨化程度有关外，还有载体 的表面氧含量、助剂的种类及含量、钌的前驱体等因素有关，只有综合考虑这些因素，催化 剂的稳定性才可能大幅度提1¾。
本发明的目的在于提供一种以石墨化活性炭为载体的钌系氨合成催化剂及其制 备方法，用于解决普通制备方法制得的催化剂易甲烷化，热稳定性较差的问题，制备出高活 性高稳定性的钌基氨合成催化剂。技术方案如下： 一种以石墨化活性炭为载体的钌系氨合成催化剂，其特征在于：所述的钌系氨合成催 化剂的组成为Ru-X-K/AC ;其中Ru表示其前驱体是水溶性的无氯钌络合物或氯化钌；X表 示金属助剂，即稀土金属或碱土金属的硝酸盐、乙酸盐、碳酸盐、金属氧化物、氢氧化物中的 一种或多种；AC表示石墨化活性炭载体；K表示钾助剂，即氢氧化钾、硝酸钾、乙酸钾、碳酸钾。
制备方案如下：
(1) 石墨化活性炭的制备：将扩孔后的石墨化活性炭进行二次热处理，处理气氛为氢 气、氮气、氦气、氦气、氨气或其混合气，处理温度600〜1800°C，处理时间0. 5 h〜9 h ;
(2) 水溶性的无氯钌络合物前驱体的制备：将钌粉、氢氧化钾置于镍坩埚中混合均匀， 在马弗炉中400-650°C处理1〜4h即得钌酸钾；在多羟基醇的水溶液中加入钌酸钾制得水 溶性无氯钌络合物混合溶液，然后用透析膜透析制得不含钾的水溶性无氯钌络合物。
(3)催化剂的制备：以水溶性的无氯钌络合物为前驱体时，首先把水溶性的无氯钌 络合物溶液与金属助剂配成可溶性的混合溶液，然后采用等体积浸渍法负载；当以氯化钌 为前驱体，先采用等体积浸渍法负载氯化钌后，然后用碱沉淀氯化钌，水洗除去氯离子，最 后再负载金属助剂；浸渍后的产物在50-120°C下烘干20〜60min，制得催化剂。
本发明的有益效果在于： (1) 本发明采用多种技术复合，显著提高Ru/AC氨合成催化剂的热稳定性和抗甲烷化 能力；且该方法设备结构简单，方便易行； (2) 根据本发明方法制备的二次石墨化载体比表面积大、表面基团和石墨化程度可控 制，用其制备的催化剂氨合成活性高； (3) 根据本发明方法制备得到的催化剂，在10 MPa，10000 h'SOO °C高温高压下150 小时长时间耐热后催化剂的活性不下降，稳定性好，能长期使用。