【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化肥领域合成氨工业中使用氮气和氢气合成氨的一种钌基催化剂及其制备方法，具体涉及一种硅修饰的氧化铈负载钌基氨合成催化剂及其制备方法。
技术介绍
1、有着“上帝之手”之称的氨合成技术，其反应曾三次获得诺贝尔奖，对人类的全球经济和社会的发展具有里程碑式的跨时代意义。世界上所需要的氨气（nh3）大部分是由氮（n2）和氢（h2）通过haber-bosch工艺原理生产的。由于氮气分子具有稳定的氮氮三键结构和低反应性，因此需要在高温（425-600 ℃）和高压（20-30 mpa）的苛刻条件和催化剂的作用下才能大规模生产。传统的氨合成催化剂为熔铁型催化剂，该催化剂在生产过程中具有高温、高压和高耗能等缺点，不利于氨合成工业的节能降耗。钌催化剂因其优异的性能被誉为是第二代氨合成催化剂，但是到目前为止仅有以活性炭为载体的钌催化剂实现了工业化应用，但是在高温高压等氨合成条件中活性炭载体会发生甲烷化现象，严重影响了活性炭负载钌催化剂的稳定性。因此，研究人员一直在寻找以稳定性高的材料作为钌基催化剂的载体。
2、上世纪末，aika等人发现ceo2和la2o3等稀土氧化物是钌催化剂理想的载体材料，研究人员正致力于制备出高性能氧化铈负载钌催化剂。专利cn 102258998b报道了将ce(no3)3水溶液加入koh和k2ruo4的混合液得到沉淀，洗涤添加ag的前驱体溶液，干燥后在空气气氛中于400-850℃焙烧一定时间得到氧化铈负载钌催化剂。罗小军等人（沉淀剂种类对ru/ceo2氨合成催化剂结果和性能的影响，化学学报, 2009 ,
技术实现思路
1、为解决氧化铈负载钌催化剂的不足，本专利技术提出了一种硅修饰的氧化铈负载钌基氨合成催化剂及其制备方法，该催化剂具有较高的氨合成活性，有较好的应用前景。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种硅修饰的氧化铈负载钌基氨合成催化剂，其是以氧化铈为载体，钌为活性组分，并使用硅元素进行修饰而制得。
4、所述催化剂的制备包括以下步骤：
5、1）通过钌前驱体将钌引入到氧化铈中，得到氧化铈负载的钌样品；
6、2）用步骤1）所得氧化铈负载的钌样品浸渍含硅醇氨水混合溶液；
7、3）将步骤2）浸渍后的固体进行还原，即得到所述硅修饰的氧化铈负载钌基氨合成催化剂。
8、进一步地，步骤1）所述钌前驱体为十二羰基三钌、乙酰丙酮钌、硝酸亚硝基钌或三氯化钌其中的一种。
9、进一步地，步骤1）中钌前驱体的用量按其所含钌元素与氧化铈的摩尔比为0.014:1-0.5:1进行换算。
10、进一步地，步骤2）所述含硅醇氨水混合溶液是由含硅化合物、氨水以及醇溶液组成的；其中，含硅化合物和醇溶液的摩尔比为0.001:1-0.05:1，含硅化合物和氨水中铵根的摩尔比为0.005:1-0.09:1。
11、更进一步地，所述含硅化合物为硅酸四乙酯或硅酸四丁酯。
12、更进一步地，所述醇溶液为浓度不低于99%的甲醇、乙醇或丙醇中的一种。
13、进一步地，步骤2）所述硅醇氨水混合溶液的用量按其中硅元素与氧化铈的摩尔比为0.061:1-0.61:1进行换算。
14、进一步地，步骤3）所述还原是于160-600℃含氢气体中处理0.2-48小时；所述含氢气体中氢的体积比为1%-100%。
15、本专利技术的显著优点：
16、与现有技术相比，本专利技术采用由含硅化合物、氨水以及醇溶液组成的混合溶液在氧化铈负载钌催化剂上引入硅，不会显著改变催化剂的比表面积，但是含硅基团的存在显著抑制了氢在催化剂上的强氢吸附以及氢溢流，有利于促进合成氨反应的进行。因此，本专利技术所制备的硅修饰的氧化铈负载钌基催化剂具有优越的氨合成性能，有较好的应用前景。
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1.一种硅修饰的氧化铈负载钌基氨合成催化剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂是以氧化铈为载体，钌为活性组分，并使用硅元素进行修饰而制得；其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）所述钌前驱体为十二羰基三钌、乙酰丙酮钌、硝酸亚硝基钌或三氯化钌其中的一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中钌前驱体的用量按其中钌元素与氧化铈的摩尔比为0.014:1-0.5:1进行换算。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2）所述含硅醇氨水混合溶液是由含硅化合物、氨水以及醇溶液组成的；其中，含硅化合物和醇溶液的摩尔比为0.001:1-0.05:1，含硅化合物和氨水中铵根的摩尔比为0.005:1-0.09:1。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述含硅化合物为硅酸四乙酯或硅酸四丁酯。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述醇溶液为浓度不低于99%的甲醇、乙醇或丙醇中的一种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2）所述硅醇氨水
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3）所述还原是于160-600℃含氢气体中处理0.2-48小时；所述含氢气体中氢的体积比为1%-100%。
9.一种如权利要求1所述方法制备的硅修饰的氧化铈负载钌基氨合成催化剂。
...【技术特征摘要】
1.一种硅修饰的氧化铈负载钌基氨合成催化剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂是以氧化铈为载体，钌为活性组分，并使用硅元素进行修饰而制得；其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）所述钌前驱体为十二羰基三钌、乙酰丙酮钌、硝酸亚硝基钌或三氯化钌其中的一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中钌前驱体的用量按其中钌元素与氧化铈的摩尔比为0.014:1-0.5:1进行换算。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2）所述含硅醇氨水混合溶液是由含硅化合物、氨水以及醇溶液组成的；其中，含硅化合物和醇溶液的摩尔比为0.001:1-0.05:1，含硅化合物和氨水中铵根的摩尔比...
【专利技术属性】
技术研发人员：林建新，邓晓丽，林炳裕，倪军，江莉龙，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：
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