一种活性炭负载的钌基氨合成催化剂及其制备方法

摘要

本发明是提供一种活性炭负载的钌基氨合成催化剂及其制备方法，催化剂以活性炭为载体，金属钌为活性组分，所述催化剂的组成为(CA+Ru)-Ba-K/AC、CA-Ru-Ba-K/AC；其中CA代表柠檬酸，AC代表活性炭；所述催化剂在制备中选用柠檬酸预处理活性炭和氯化钌，选用硝酸钡、氢氧化钾或硝酸钾中的一种或多种为助剂；制备方法采用等体积浸渍法制备催化剂。本发明采用柠檬酸法，与现有技术溶胶-凝胶法或氧化法相比，工艺简单，制备效率高，能耗少，原料价格低廉，使用量很少，有利于大幅度降低生产成本。本发明所需的设备简单，操作易行，不需要改造原有设备，容易实现规模生产。本发明制备的催化剂的性能好，催化活性强。

主权项

一种活性炭负载的钌基氨合成催化剂的制备方法，其特征在于：所述催化剂在制备中选用柠檬酸预处理活性炭和氯化钌，选用钡助剂为硝酸钡，钾助剂为氢氧化钾或硝酸钾中的一种；所述催化剂以活性炭为载体，金属钌为活性组分；催化剂制备方法是：采用等体积浸渍法制备催化剂：采用柠檬酸氯化钌混合浸渍法、或先浸渍柠檬酸再浸渍氯化钌、或浸渍柠檬酸后先经热处理后再浸渍氯化钌；所述采用柠檬酸氯化钌混合浸渍法的制备步骤为：1)将柠檬酸氯化钌混合溶解于水中，所述混合溶液中柠檬酸与氯化钌的质量比为1∶0.5～15，所述混合溶液中柠檬酸的质量分数为1％～30％、钌的质量分数为1.5％～2.5％，将混合溶液等体积浸渍活性炭；以活性炭载体重量为基准，所述催化剂中钌含量为活性炭载体重量的3.5～8％；2)将经过浸渍的活性炭进行热处理，所述热处理温度为100～250℃；3)还原：将经过热处理后的活性炭进行还原，使用氢气‑氮气混合气作为还原气体，其中的氢气为还原介质，还原温度450℃，还原时间6小时；4)助剂负载：按照等体积浸渍助剂溶液：将经过还原步骤的活性炭先浸渍含钡溶液后再浸渍含钾溶液；以活性炭载体重量为基准，所述催化剂中钡和钾的质量分数分别为活性炭载体重量的2～8％和0～12％；所述含钡溶液中钡的质量分数为0.5～4％，所述含钾溶液溶液中钾的质量分数为1％～8％；5)干燥：浸渍后的产物在50‑120℃下烘干制备成催化剂；所述采用先浸渍柠檬酸再浸渍氯化钌的制备步骤为：1)将柠檬酸和氯化钌分别溶解于水中，所述柠檬酸与氯化钌的质量比为1∶0.5～15，所述柠檬酸溶液中柠檬酸的质量分数为1％～30％、所述氯化钌溶液中钌的质量分数为1.5％～2.5％，将活性炭先浸渍柠檬酸溶液再浸渍氯化钌溶液；2)将经过浸渍氯化钌溶液的活性炭进行热处理，所述热处理温度为100～250℃；3)还原：将经过热处理后的活性炭进行还原，使用氢气‑氮气混合气作为还原气体，其中氢气为还原介质，还原温度450℃，还原时间6小时；4)助剂负载：按照等体积浸渍助剂溶液：将经过还原步骤的活性炭先浸渍含钡溶液后再浸渍含钾溶液；以活性炭载体重量为基准，所述催化剂中钡和钾的质量分数分别为活性炭载体重量的2～8％和0～12％；所述含钡溶液中钡的质量分数为0.5～4％，所述含钾溶液溶液中钾的质量分数为1％～8％；5)干燥：浸渍后的产物在50‑120℃下烘干制备成催化剂；所述采用浸渍柠檬酸后先经热处理后再浸渍氯化钌的制备步骤为：1)将柠檬酸和氯化钌分别溶解于水中，所述柠檬酸与氯化钌的质量比为1∶0.5～15，所述柠檬酸溶液中柠檬酸的质量分数为1％～30％、所述氯化钌溶液钌的质量分数为1.5％～2.5％，将活性炭先浸渍柠檬酸溶液；2)将经过浸渍柠檬酸溶液的活性炭进行热处理，所述热处理温度为100～250℃；3)将经过热处理的活性炭浸渍氯化钌溶液；4)还原：将经过热处理后的活性炭进行还原，使用氢气‑氮气混合气作为还原气体，其中氢气为还原介质，还原温度450℃，还原时间6小时；5)助剂负载：按照等体积浸渍助剂溶液：将经过还原步骤的活性炭先浸渍含钡溶液后再浸渍含钾溶液；以活性炭载体重量为基准，所述含钡溶液中钡的质量分数为0.5～4％，所述含钾溶液溶液中钾的质量分数为1％～8％；6)干燥：浸渍后的产物在50‑120℃下烘干制备成催化剂。