The invention discloses a room temperature solid phase reaction preparation of nanometer iron modified iron based ammonia synthesis catalyst and preparation method and application thereof, which is the iron-based ammonia synthesis catalyst, iron precursor and solid reagent mixing, grinding, milling or mixing, making the iron precursor and solid reagent carrier in iron-based ammonia the synthesis of catalyst on the reaction, after the reaction product after filtering, washing, drying, and in the air, nitrogen, argon or vacuum heat treatment to obtain the nanometer iron modified final iron-based ammonia synthesis catalyst, nano iron loading was 0.1 20 wt%. The invention has the advantages of simple preparation method, cheap and easily available raw materials, short preparation cycle, low energy consumption, the preparation of iron nanoparticles with small particle size, good stability, improve the iron based ammonia synthesis catalyst with high activity and stability.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂
,具体涉及一种室温固相反应制备的纳米铁修饰的铁基氨合成催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
对于氨合成催化剂来说,其研究已有百年的历史,催化剂的持续改进一直是合成氨工业降低能耗,提高效率的关键途径之一。1986年,专利CN1091997A公开了一种以Fe1-xO(维氏体)为母体的新体系催化剂。Fe1-xO氨合成催化剂具有低温高活性、易还原、机械强度高以及适用H2/N2范围宽和使用寿命(长达10年以上)等特点,是目前世界上活性最高、最先进的新一代熔铁催化剂。1992年,英国BP公司和美国Kellogg公司合作,开发成功以石墨化高比表面积的活性炭为载体、以Ru3(CO)12为母体的钌催化剂。但Ru/C催化剂甲烷化严重,使用寿命短,且钌资源贫乏,价格昂贵的特点限制了其在工业上的应用[AppliedCatalysisA:General.208(2001)271]。1982年,中国学者沈剑霞等制备的FeCp2-AC-K催化剂有较高活性[中国科学,1982(09):778-784]。1984年浙江工业大学催化研究室制备的FeCp2-AC-K催化剂也有较高活性,但是催化剂的稳定性不好[浙江工学院学报.1984.9-13]。KevinD.Maloney等研究发现将纳米铁覆盖在铁催化剂表面,能够显著提高铁催化剂的活性[USWO2010/083342A1]。金属纳米材料具有显著的光学、电磁学和催化性能,在生物医药、能源转化、磁性存储、催化等领域有非常重要的应用前景。作为高效的催化剂,其催化活性和选择性远远高于传统催化剂,被广泛地应用于石油化工、生 ...
【技术保护点】
一种利用室温固相反应制备的纳米铁修饰的铁基氨合成催化剂,其特征在于以铁基氨合成催化剂为载体,在其表面进行原位室温固相反应负载纳米铁,纳米铁负载量为0.1‑20 wt%。
【技术特征摘要】
1.一种利用室温固相反应制备的纳米铁修饰的铁基氨合成催化剂,其特征在于以铁基氨合成催化剂为载体,在其表面进行原位室温固相反应负载纳米铁,纳米铁负载量为0.1-20wt%。2.一种根据权利要求1所述的利用室温固相反应制备的纳米铁修饰的铁基催化剂的制备方法,其特征在于将铁基氨合成催化剂、铁的前驱体与固体试剂均匀混合,进行研磨、球磨或搅拌,使铁的前驱体与固体试剂在铁基氨合成催化剂载体上反应,反应结束后产物经过滤、洗涤、干燥、并在空气、氮气、氩气或真空条件下热处理得到最终的纳米铁修饰的铁基氨合成催化剂。3.根据权利要求2所述的利用室温固相反应制备的纳米铁修饰的铁基催化剂的制备方法,其特征在于反应时加入表面活性剂和/或助催化剂,所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、十二烷基硫酸钠中的一种或几种混合物;助催化剂为碱金属,碱土金属或过渡元素中的一种或几种混合物,铁的前驱体与表面活性剂的摩尔比为0.01~10:1,助催化剂与铁的前驱体的摩尔比为1-20:1。4.根据权利要求3所述的利用室温固相反应制备的纳米铁修饰的铁基催化剂的制备方法,其特征在于碱金属为钠、钾、铷或铯;碱土金属为钙、镁或钡;过渡金属为钒、钛和锆,助催化剂的原料为各金属的氧化物、氢氧化物、硝酸盐或碳酸盐。5.根据权利要求2或3所述的利用室温固相反应制备的纳米铁修饰的铁基催化剂的制备方法,其特征在于铁的前驱体为铁的硝酸盐、铁的有机金属化合物、铁的茂金属化合物、铁的草酸...
【专利技术属性】
技术研发人员:韩文锋,李蕾,唐浩东,刘化章,李林辉,
申请(专利权)人:浙江工业大学,
类型:发明
国别省市:浙江;33
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