【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于氨合成催化剂，具体涉及一种氧化铝为载体的钌基氨合成催化剂及其制备方法。
技术介绍
1、氨是关系粮食安全和社会发展的关键化学品，因此合成氨工业在国民经济中占有十分重要的地位。氨合成催化剂的发展是合成氨工业节能减排的关键，钌催化剂因其优异的性能被誉为是第二代氨合成催化剂，目前仅有以活性炭为载体的钌催化剂实现了工业化应用。但是在高温高压的苛刻氨合成条件下，活性炭载体易发生甲烷化现象，严重影响了钌催化剂的稳定性。寻找高稳定性的钌催化剂载体一直是研究人员关注的重点。
2、氧化镁、稀土氧化物以及氧化铝等氧化物被认为是制备高稳定性钌催化剂的潜在载体材料。然而，虽然氧化铝具有良好的耐热性能，但氧化铝负载钌催化剂的氨合成性能不佳，这主要是由于氧化铝载体自身较强的酸性以及氧化铝与钌金属之间的强相互作用不利于反应气体氮气、氢气和氨气的吸附、解离和脱附。张新波等（氧化铝负载钌基氨合成催化剂的制备条件及载体改性，催化学报，2002 vol. 23 (3): 207-213）报道将γ-al2o3进行焙烧可以提高氧化铝负载钌催化剂的氨合成活性，他们发现氧化铝最理想的焙烧温度为800℃，进一步增加焙烧温度，则氧化铝的比表面积显著下降，催化剂的氨合成活性显著降低。虽然上述载体的处理能在一定程度上提高了氧化铝负载钌催化剂的氨合成活性，但是依然无法同时解决氧化铝载体较强的酸性以及氧化铝与钌金属之间存在的强相互作用的缺点，因此其氨合成活性还有待于进一步提高以满足工业应用的需求。
技术实现思路
1
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种氧化铝为载体的钌基氨合成催化剂，其是以氧化铝为载体，钌为活性组分，铈为助剂构成，其中，钌与氧化铝的质量比为0.02:1-0.15:1，铈与氧化铝的质量比为0.01:1-0.1:1。
4、所述氧化铝为载体的钌基氨合成催化剂的制备方法包括以下步骤：
5、1）将氧化铝浸渍含碳有机物的水溶液后，在含氧气氛中进行高温热处理，得到氧化铝载体；
6、2）将步骤1）得到的氧化铝载体置于铈盐溶液中，并在搅拌过程中缓慢加入沉淀剂直至混合液的ph值为8-11，过滤干燥后在惰性气氛中煅烧，得到负载铈的氧化铝；
7、3）用钌盐溶液浸渍步骤2）所得到的负载铈的氧化铝，干燥后在含炭气体中进行热处理；
8、4）将步骤3）处理后的样品还原，得到所述氧化铝为载体的钌基氨合成催化剂。
9、进一步地，步骤1）所述含碳有机物的用量与氧化铝的质量比为0.03:1-0.15:1。
10、进一步地，步骤1）所述含碳有机物为葡糖糖、蔗糖、果糖中的任意一种。
11、进一步地，步骤1）所述含氧气氛为空气，或氧气与氮气、0族气体中任意一种组成的混合气；其中，氧气的体积含量为10%-95%。
12、进一步地，步骤1）所述高温热处理的温度为850-1300 ℃，时间为2-60小时。
13、进一步地，步骤2）所用铈盐为硝酸铈或氯化铈。
14、进一步地，步骤2）所述沉淀剂为氨水、尿素中的任意一种。
15、进一步地，步骤2）所述惰性气氛为氮气或0族气体.
16、进一步地，步骤2）所述煅烧的温度为450-800 ℃，时间为2-20小时。
17、进一步地，步骤3）所述钌盐溶液为氯化钌或亚硝酰硝酸钌的水和/或甲醇、乙醇溶液。
18、进一步地，步骤3）所述含炭气体为甲烷、乙烷、乙炔、丙烷、一氧化碳、二氧化碳中的任意一种，其气体流速为5-1000ml/min。
19、进一步地，步骤3）所述热处理的温度为450-700 ℃，时间为2-20小时。
20、进一步地，步骤4）所述还原是于200-600 ℃含氢气体中处理0.2-48小时。
21、更进一步地，所述含氢气体为氢气与氮气或0族气体的混合气，其中氢气的体积含量为1%-100%。
22、本专利技术的显著优点：
23、本专利技术提供了一种氧化铝为载体的钌基氨合成催化剂，其是以氧化铝为载体、钌为活性组分、铈为助剂。与现有方法制备的氧化铝负载钌催化剂相比，本专利技术所得催化剂具有比表面积大、ce和ru元素分布均匀且钌物质还原度高的优点，因此具有较高的氨合成活性，有较好的应用前景。
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1.一种氧化铝为载体的钌基氨合成催化剂，其特征在于：所述催化剂以氧化铝为载体，钌为活性组分，铈为助剂构成，其中，钌与氧化铝的质量比为0.02:1-0.15:1，铈与氧化铝的质量比为0.01:1-0.1:1。
2.一种如权利要求1所述的氧化铝为载体的钌基氨合成催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的氧化铝为载体的钌基氨合成催化剂的制备方法，其特征在于：步骤1）所述含碳有机物的用量与氧化铝的质量比为0.03:1-0.15:1，所述含碳有机物为葡糖糖、蔗糖、果糖中的任意一种。
4. 根据权利要求2所述的氧化铝为载体的钌基氨合成催化剂的制备方法，其特征在于：步骤1）所述含氧气氛为空气，或氧气与氮气、0族气体中任意一种组成的混合气；其中，氧气的体积含量为10%-95%；所述高温热处理的温度为850-1300 ℃，时间为2-60小时。
5.根据权利要求2所述的氧化铝为载体的钌基氨合成催化剂的制备方法，其特征在于：步骤2）所用铈盐为硝酸铈或氯化铈；所述沉淀剂为氨水、尿素中的任意一种。
6. 根据权利要求2
7.根据权利要求2所述的氧化铝为载体的钌基氨合成催化剂的制备方法，其特征在于：步骤3）所述钌盐溶液为氯化钌或亚硝酰硝酸钌的水和/或甲醇、乙醇溶液。
8. 根据权利要求2所述的氧化铝为载体的钌基氨合成催化剂的制备方法，其特征在于：步骤3）所述含炭气体为甲烷、乙烷、乙炔、丙烷、一氧化碳、二氧化碳中的任意一种，其气体流速为5-1000mL/min；所述热处理的温度为450-700 ℃，时间为2-20小时。
9. 根据权利要求2所述的氧化铝为载体的钌基氨合成催化剂的制备方法，其特征在于：步骤4）所述还原是于200-600 ℃含氢气体中处理0.2-48小时；所述含氢气体为氢气与氮气或0族气体的混合气，其中氢气的体积含量为1%-100%。
...【技术特征摘要】
1.一种氧化铝为载体的钌基氨合成催化剂，其特征在于：所述催化剂以氧化铝为载体，钌为活性组分，铈为助剂构成，其中，钌与氧化铝的质量比为0.02:1-0.15:1，铈与氧化铝的质量比为0.01:1-0.1:1。
2.一种如权利要求1所述的氧化铝为载体的钌基氨合成催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的氧化铝为载体的钌基氨合成催化剂的制备方法，其特征在于：步骤1）所述含碳有机物的用量与氧化铝的质量比为0.03:1-0.15:1，所述含碳有机物为葡糖糖、蔗糖、果糖中的任意一种。
4. 根据权利要求2所述的氧化铝为载体的钌基氨合成催化剂的制备方法，其特征在于：步骤1）所述含氧气氛为空气，或氧气与氮气、0族气体中任意一种组成的混合气；其中，氧气的体积含量为10%-95%；所述高温热处理的温度为850-1300 ℃，时间为2-60小时。
5.根据权利要求2所述的氧化铝为载体的钌基氨合成催化剂的制备方法，其特征在于：步骤2）所用铈盐为硝...
【专利技术属性】
技术研发人员：林炳裕，刘炼琦，林建新，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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