一种炭负载钌基氨合成催化剂及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110302778A(43)申请公布日2019.10.08(21)申请号201910604326.8(22)申请日2019.07.05(71)申请人浙江工业大学地址310014浙江省杭州市下城区潮王路18号(72)发明人李瑛马永承韩文锋刘化章唐浩东(74)专利代理机构杭州天勤知识产权代理有限公司33224代理人胡红娟(51)Int.Cl.B01J23/46(2006.01)B01J27/25(2006.01)C01C1/04(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种炭负载钌基氨合成催化剂及其制备方法(57)摘要本发明属于催化剂领域，具体公开了一种炭负载钌基氨合成催化剂及其制备方法，制备方法包括以下步骤：1)将炭材料浸渍于金属硝酸盐水溶液中，再将浸渍后炭材料干燥后置于管式炉中，在惰性气氛下升温至600～1000℃焙烧5～30min，制得金属硝酸盐改性炭材料；2)将改性炭材料浸渍于三氯化钌水溶液中，加入沉淀剂，再将浸渍后改性炭材料进行洗涤、干燥，得到所述炭负载钌基氨合成催化剂。本发明方法操作简单，避免了酸溶液的使用，该催化剂的氨合成速率比传统钌催化剂高50％以上，大大提高了催化剂的氨合成活性和耐热稳定性。CN110302778ACN110302778A权利要求书1/1页1.一种炭负载钌基氨合成催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将炭材料浸渍于金属硝酸盐水溶液中，再将浸渍后炭材料干燥后置于管式炉中，在惰性气氛下升温至600～1000℃焙烧5～30min，制得金属硝酸盐改性炭材料；(2)将步骤(1)得到的改性炭材料浸渍于三氯化钌水溶液中，加入沉淀剂，再将浸渍后改性炭材料进行洗涤、干燥，得到所述炭负载钌基氨合成催化剂。2.根据权利要求1所述的炭负载钌基氨合成催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的炭材料先经过预处理，预处理具体条件为：将炭材料用去离子水洗涤，升温至80～140℃干燥，再置于氢气氛围中进行高温处理。3.根据权利要求1所述的炭负载钌基氨合成催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的炭材料为椰壳活性炭、碳纳米管或高比表面积石墨。4.根据权利要求1所述的炭负载钌基氨合成催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的金属硝酸盐为IA或IIA族金属硝酸盐。5.根据权利要求1所述的炭负载钌基氨合成催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，在惰性气氛下升温至600～850℃焙烧10～15min。6.根据权利要求1所述的炭负载钌基氨合成催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的沉淀剂为体积浓度为5～20％的稀氨水溶液。7.根据权利要求6所述的炭负载钌基氨合成催化剂的制备方法，其特征在于，以炭材料的质量计，所述的沉淀剂的体积用量为10～20mL/g，沉淀时间为6～14h。8.根据权利要求1所述的炭负载钌基氨合成催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中，所述浸渍的温度为20～50℃，浸渍时间为8～14h。9.根据权利要求1所述的炭负载钌基氨合成催化剂的制备方法，其特征在于，所述的金属硝酸盐、三氯化钌与炭材料的质量比为4～30：5～10：100。10.一种炭负载钌基氨合成催化剂，其特征在于，由权利要求1～9任一项所述的制备方法制得。2CN110302778A说明书1/5页一种炭负载钌基氨合成催化剂及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及催化剂领域，具体涉及一种炭负载钌基氨合成催化剂及其制备方法。背景技术[0002]氨合成是化学工业的支柱产业，作为化肥及各种含氮化学品的原料之一，对农业生产有着至关重要的影响。除此之外，氨具有无碳、高含量氢占比、易于储存和运输的性质，也可以作为氢气存储和转化的能源载体，因此，氨被认为在未来经济中占有重要作用。[0003]钌催化剂因具有优异的性能而被誉为第二代氨合成催化剂，目前比较有应用前景的钌催化剂以炭载体、活性金属钌和助剂三部分组成。公开号为CN101053834A、CN101579627A、CN105413683A、CN108435166A、CN104084197A等的专利申请文献详细介绍了钌催化剂的制备方法，可以看出钌催化剂中的活性组分主要以三氯化钌为前体，其中公开号为CN101053834A的专利申请文献还详细描述了氯离子的有效去除方法，所用助剂主要以碱金属、碱土金属和稀土金属为主。[0004]一般来说，制备炭负载钌基氨合成催化剂时，首先将炭载体置于氢气气氛中，于800-1000℃温度下处理10-20h，除去炭载体表面的氯、硫、氮、氧等元素，然后常选用酸溶液液相氧化炭材料以引入含氧官能团来促进活性组分钌的分散以提高钌催化剂的氨合成性能。然而该方法不仅会产