含稀土元素 的合成氨催化剂 在大型化肥厂的 使用还不多，在 中型化肥厂的使 用占11.4%。
铁锰催化剂
• 用Mn2+离子浸渍修饰工业A110-3催化剂，在 300℃，2.1MPa条件下，其活性比原工业A110-3 催化剂提高了17.4%，这为研制低温高活性氨合 成催化剂提供了一些有效信息
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PART TWO
纳米催化剂
目前合成氨纳米催化剂主要有： 1.纳米四氧化三铁 2.纳米三氧化二铁 3.纳米氧化铜 4.纳米氧化镍 5.纳米氧化锌
纳米四氧化三铁
Fe3O4是合成氨工业中合成工序催化剂的 性组分,现有许多学者对纳米Fe3O4的制备进 了研究。
纳米三氧化二铁
Fe2O3是合成氨变换工序中变催化剂的活性组分。有 学者利用金属离子在高分子配合物中独特的离子簇结 构,以高分子材料为介质,通过化学氧化和还原的方法 制备出了粒径20-200nm 的Fe2O3微粒。
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铁基催化剂
钌基催化剂 活性铝土石催化剂
纳米催化剂、过渡金属氮化 物催化剂等
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PART ONE
铁基催化剂
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传统熔铁型催化剂
铁-钴型催化剂
亚铁型催化剂
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稀土作助剂的催化剂
铁锰催化剂
传统熔铁型催化剂
• 传统熔铁型催化剂主要由磁铁矿组成,加入不同 的助剂(如Al2O3、K2O、CaO、MgO、BaO等)构成 了一系列不同型号的催化剂。
氨合成催化剂的综述
李宁、余海峰 陈倩云 13化工三班
实际背景
合成氨是重要的化工原料,主要用来生产化肥、硝酸、铵盐、纯碱 等。作为化学工业的支柱产业之一,合成氨工业在国民经济中占有重要 地位,与此同时合成氨也是一个大吨位、高能耗、低效益的产业。因而, 合成氨工艺和催化剂的改进将对降低能耗,提高经济效益产生巨大的影 响。开发低温高活性的新型催化剂,降低反应温度,提高氨的平衡转化率 和单程转化率或实现低压合成氨,一直是合成氨工业的变 催化剂的活性组分。 有学者以硝酸铜和碳酸 钠为原料,用沉淀法制备出了 5-9nm的CuO微粒。
纳米NiO
NiO是合成氨工业中烃类蒸气转化制气工和热 法精炼甲烷化工序催化剂的活性组分。
纳米氧化锌
ZnO是合成氨工业中烃类蒸气转 化脱硫工序和低变(防护)工序催化 剂的活性组分。
铁-钴型催化剂
• 王文祥等人以Fe3(Co)12为母体,以活性氧化铝或活 性炭为载体制备了负载型氨合成催化剂。在 15MPa、400℃以上表现出很高活性,但低温、常 压下几乎无活性。
XH 型 铁 钴 催 化 剂
亚铁型催化剂
• FeO具有化学非整比性、氧化性和亚稳定性。在 常温下FeO的氧化反应和歧化反应速度很缓慢。 含多种助剂的Fe1-XO基催化剂在动力学上是稳定 的,母体中只有一种铁氧化物(Fe1-XO)和一种晶体 结构(Wustite),只有维氏体单独存在于催化剂中时 才具有高活性。
总结
低耗能的优点，引起了人们的广泛关注，但这些 技术还很不成熟，要想大规模的工业化还需要深 入研究。但是我们相信随着新技术的不断地发展, 新材料的不断涌现,生物质技术的研发,高性能的 合成氨催化剂必将制备出来。随着机械制造工艺 的发展与工艺流程的进一步完善，氨合成工艺也 相应地不断有所改善。相信氨合成工艺将有一个 美好的明天。
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自1991年以来,许多学者相继 以锌盐为原料,用各种方法制备出 了粒径8-100 nm的ZnO微粒成都汇 丰化工厂、江苏常泰化工集团等企 业还投入了一定规模的生产。
当前，合成氨工业多采用铁基催化剂，但催 化剂存在使用条件苛刻（需高温、高压）、活性 较低、耗能高，单程转化率低、危害环境等缺点。 而新型催化剂如钌基催化剂、铝土基催化剂、纳 米型催化剂、金属氮化物催化剂等，具有高活性、
氧化态催化剂XRD 谱图
稀土做助剂的催化剂
• 铁基合成氨催化剂添加稀土金属后， 如CeO2，它富集于催化剂表面，经还原 后与Fe形成Ce2Fe金属化物，能促进Fe 向N2 输出电子，加速氮的活性吸附， 大大提高了催化剂的活性；Ce由界面向 基体迁移速度比K缓慢，使得Ce比K能更 长时间保留在界面，继续发挥其促进活 性的作用，保证催化剂具有更长的使用 寿命。