CN103706360B - 一种Ru/BaCeO3氨合成催化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种Ru/BaCeO3氨合成催化剂及其制备方法，主要应用于氨合成反应，属于化肥催化剂领域。所述的催化剂是以BaCeO3为载体，金属钌为活性组分，采用共沉淀法制备得到。本发明具有设备流程简单，制备周期短，效率高，低能耗等优点。

Description

一种Ru/BaCeO3氨合成催化剂及其制备方法
技术领域
本发明属于氨合成催化剂制备技术领域，具体的涉及一种以金属钌为活性组分，钙钛矿型BaCeO3为载体的氨合成催化剂及其制备方法。
背景技术
氨合成是化学工业的支柱产业，属于典型的高能耗、低产出的粗放型基础化工产业，因此，节能减耗也就变成了氨合成工业发展的一个重要的方向。活性炭作为载体的钌基氨合成催化剂已经广泛研究，但是在钌存在的条件下碳能与合成氨的反应气体之一的氢气反应，导致载体损失，从而，碳载体的稳定性制约了碳载体在钌基氨合成催化剂中的推广。因此，以高稳定性且孔结构发达的氧化物代替活性炭，作为载体的氨合成催化剂的研究成为了研究的热点。
在氧化物作为载体负载钌基氨合成催化剂的研究中，常见的载体有MgO、Al2O3、稀土氧化物和一些具有多孔的纳米材料。与碳负载的钌基氨合成催化剂相比，总的来说，其低温的氨合成活性相对较低，一定程度上限制了氧化物作为载体在氨合成反应中的应用。
钙钛矿型氧化物在低温低压下就有较好的氨合成催化活性，通过氧化物载体和活性金属成分间的协同作用，使得催化剂活性显著提高。杨等曾在Chinese Journal Of Catalysis 2010,31（4）：377和Catalysis Communications ,2010,11:867报道了BaCeO3为载体负载用于催化氨合成反应，在3 MPa, 350 ℃条件下，该催化剂具有较好的催化性能。Dong Wong Lee等在Materials Letters,2003,57:3346报道了低温制备铈酸钡的方法，但是他们制备过程中的温度都较高，既消耗较多的能量，也会使得载体在高温下比表面积较小。杨Catalysis Communications, 2010, 11: 867报道了BaCeO3为载体的催化剂在焙烧后仅为7 m2/g，孔容也仅为0.02 mL/g，从而影响催化剂的高温活性。
本发明公布的Ru/BaCeO3氨合成催化剂，利用共沉淀法，在低温600℃即可实现铈酸钡载体的制备。相比其他方法制备的Ru/BaCeO3催化剂，本发明制备催化剂具有较大的比表面，可达35.4 m2/g，孔容增大到了0.1 mL/g，这为催化剂在高温下活性的提高提供了条件。另外，在制备过程中，钌为铈酸钡的形成起到了催化作用，比传统制备方法，比如杨Catalysis Communications, 2010,11: 867和Dong Wong Lee在Materials Letters,2003, 57: 3346中采用的焙烧温度都降低了很多。因此，本发明公布的Ru/BaCeO3氨合成催化剂的制备方法，不仅制备方法简单，制备周期短，而且低能耗，契合了工业化过程中的的低能耗要求。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种Ru/BaCeO3氨合成催化剂及其制备方法，设备流程简单，制备周期短，效率高，低能耗。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
所述的催化剂是以BaCeO3为载体，活性组分量以Ru的重量计为载体质量的1%-8%。所述的活性组分Ru的前驱体为K2RuO4，所述BaCeO3载体中Ce的前驱体是六水硝酸铈，所述BaCeO3载体中Ba的前驱体是硝酸钡或乙酸钡。
所述的Ru/BaCeO3氨合成催化剂的制备方法的具体步骤为：
（1）钌酸钾制备：称量钌粉、钾盐，置于镍坩埚中混合均匀，在马弗炉中400-650℃处理1-4h，即得到钌酸钾；所述的钾盐为硝酸钾或者乙酸钾中的一种或两种；钾与钌的摩尔比为1:1~10:1；
（2）混合溶液A制备：将钡盐溶液和六水硝酸铈溶液混合，搅拌至均匀，得混合溶液A；所述的钡盐溶液为硝酸钡溶液或乙酸钡溶液；
（3）混合溶液B制备：将碳酸盐溶液加入到钌酸钾溶液中，搅拌均匀，得混合溶液B；所述的碳酸盐溶液为碳酸铵溶液或者碳酸钾溶液；
（4）催化剂制备：将混合溶液B慢慢地滴加入混合溶液A中，持续搅拌，待反应完全后，离心洗涤；
（5）干燥：离心后的沉淀放入烘箱中12h，然后放入马弗炉中，在氢气气氛中，升温至300- 650℃，保温2h，即得到Ru/BaCeO3氨合成催化剂。
所述的氢气混合气氛为H2/Ar混合气或H2/N2混合气。
本发明的有益效果：本发明直接利用共沉淀法低温600℃下即制备了负载型催化剂Ru/BaCeO3，BaCeO3为性能优异的电子导体材料，可以作为钌基氨合成催化剂的优良载体。本发明制备工艺简单、无原料损失，在低温条件下即可制备得到催化剂。
具体实施方式
下面结合具体实例，详述本发明。
实施例1：
将0.05mol/L的硝酸钡溶液与0.05mol/L的六水硝酸铈溶液混合搅拌，得混合溶液A；然后，将0.1mol/L的碳酸钾溶液与制备的1%钌酸钾溶液混合，得混合溶液B。将混合溶液B缓缓加入到混合溶液A中，置于水浴45℃条件下反应，反应完全后陈化1 h，然后在120℃条件下干燥12 h，再于氢氮混合气条件下600℃焙烧2 h，即可得到Ru/BaCeO3氨合成催化剂。该催化剂比表面达到了35.4 m2/g，孔容增大到了0.1 mL/g，比之前的Catalysis Communications,2010,11:867报道的比表面提高了四倍多，孔容提高了三倍，这对提高Ru/BaCeO3氨合成催化剂在高温下的催化活性具有积极的作用。
实施例2：
制备方法同实施例1，但是制备过程中钡的前驱体为乙酸钡，制备的催化剂的比表面为32.3 m2/g，孔容为0.07 mL/g。
实施例3：
制备方法同实施例1，但是制备过程中钌酸钾溶液的浓度为2%，制备的催化剂的比表面为20.2 m2/g，孔容为0.08 mL/g。
实施例4
制备方法同实施例1，但是制备过程中钌酸钾溶液的浓度为4%，制备的催化剂的比表面为20.1m2/g，孔容为0.06 mL/g。
实施例5
制备方法同实施例1，但是制备过程中，在氢氮混合气条件下600℃焙烧的时间为4 h，制备的催化剂的比表面为18.3 m2/g，孔容为0.04 mL/g。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种Ru/BaCeO3氨合成催化剂的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：
（1）钌酸钾制备：称量钌粉、钾盐，置于镍坩埚中混合均匀，在马弗炉中400-650℃处理1-4h，即得到钌酸钾；所述的钾盐为硝酸钾或者乙酸钾中的一种或两种；钾与钌的摩尔比为1:1~10:1；
（2）混合溶液A制备：将钡盐溶液和六水硝酸铈溶液混合，搅拌至均匀，得混合溶液A；所述的钡盐溶液为硝酸钡溶液或乙酸钡溶液；
（3）混合溶液B制备：将碳酸盐溶液加入到钌酸钾溶液中，搅拌均匀，得混合溶液B；所述的碳酸盐溶液为碳酸铵溶液或者碳酸钾溶液；
（4）催化剂制备：将混合溶液B慢慢地滴加入混合溶液A中，持续搅拌，待反应完全后，离心洗涤；
（5）干燥：离心后的沉淀放入烘箱中12h，然后放入马弗炉中，在氢气气氛中，升温至500- 650℃，保温2h，即得到Ru/BaCeO3氨合成催化剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中的钌酸钾溶液是将步骤（1）制得的钌酸钾溶于30~100℃的蒸馏水中。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的氢气气氛为氢气和氮气的混合气或氢气和氩气的混合气。
4.一种如权利要求1所述的方法制得的Ru/BaCeO3氨合成催化剂，其特征在于：以BaCeO3为载体，Ru金属为活性组分，Ru含量以重量计为载体BaCeO3质量的1%-8%。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7219474B2 (ja) * 2017-09-25 2023-02-08 国立研究開発法人科学技術振興機構 複合酸化物、金属担持物及びアンモニア合成触媒
WO2019216304A1 (ja) * 2018-05-07 2019-11-14 国立研究開発法人科学技術振興機構 複合酸化物、金属担持物及びアンモニア合成触媒
CN113747971B (zh) * 2019-02-27 2023-10-27 国立研究开发法人科学技术振兴机构 氧氮氢化物、包含氧氮氢化物的金属负载物以及氨合成用催化剂
WO2021019869A1 (ja) * 2019-08-01 2021-02-04 株式会社村田製作所 炭化水素改質触媒および炭化水素改質装置
CN111097410B (zh) * 2019-12-06 2021-11-19 福州大学化肥催化剂国家工程研究中心 一种钌系氨合成催化剂及其制备方法与应用
CN115364851A (zh) * 2021-10-27 2022-11-22 福州大学 一种尺寸可控的Ru基纳米簇催化剂及其制备方法和在低温低压氨合成的应用
CN115779901B (zh) * 2022-12-14 2024-03-29 青岛创启新能催化科技有限公司 一种负载钌的金属氧化物催化剂、制备方法及其用途

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101445395A (zh) * 2008-12-19 2009-06-03 上海工程技术大学 一种BaCeO3体系高温质子导体薄膜的制备方法
CN102408233A (zh) * 2011-08-18 2012-04-11 天津大学 锆铈酸钡复相结构质子导体材料及其制备方法
CN102921413A (zh) * 2011-08-12 2013-02-13 中国石油天然气股份有限公司 一种钌基氨合成催化剂及制备方法
CN103357406A (zh) * 2013-08-02 2013-10-23 福州大学 一种稀土元素掺杂的钙钛矿型负载钌氨合成催化剂

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8669015B2 (en) * 2009-04-02 2014-03-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Solid-state fuel cell including anode and cathode chemical electrolyte protection layers and a hydrogen ion conductive solid oxide dense film

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101445395A (zh) * 2008-12-19 2009-06-03 上海工程技术大学 一种BaCeO3体系高温质子导体薄膜的制备方法
CN102921413A (zh) * 2011-08-12 2013-02-13 中国石油天然气股份有限公司 一种钌基氨合成催化剂及制备方法
CN102408233A (zh) * 2011-08-18 2012-04-11 天津大学 锆铈酸钡复相结构质子导体材料及其制备方法
CN103357406A (zh) * 2013-08-02 2013-10-23 福州大学 一种稀土元素掺杂的钙钛矿型负载钌氨合成催化剂

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
铈酸钡和钇掺杂的铈酸钡复合氧化物的制备及其在钌基氨合成催化剂中的应用;杨晓龙等;《催化学报》;20101231;第31卷(第4期);第377～379页 *

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