合成氨催化剂.ppt

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1、按照《可感染人类的高致病性病原微生物菌（毒）种或样本运输管理规定》要求运输至具有从事埃博拉病毒相关实验活动资质的实验室1合成氨的历史回顾¨1908年7月，德国化学家弗里茨·哈伯在实验室用N2和H2在600℃、200个大气压，以锇为催化剂的条件下下合成了氨，虽然产率仅有8%，却也是一项重大突破。按照《可感染人类的高致病性病原微生物菌（毒）种或样本运输管理规定》要求运输至具有从事埃博拉病毒相关实验活动资质的实验室Ø哈伯认为若能使反应气体在高压下循环加工，并从这个循环中不断地把反应生成的氨分离出来，则这个工艺

2、过程是可行的。于是他成功地设计了原料气的循环工艺。这就是合成氨的哈伯法。按照《可感染人类的高致病性病原微生物菌（毒）种或样本运输管理规定》要求运输至具有从事埃博拉病毒相关实验活动资质的实验室Ø1913年，德国当时最大的化工企业——巴登苯胺和纯碱制造公司，进行了多达6500次试验，测试了2500种不同配方的催化剂后，最后选定了含铅镁促进剂的铁催化剂，将哈伯的合成氨的设想变为现实，一个日产30吨的合成氨工厂建成并投产。Ø鉴于合成氨工业生产的实现和它的研究对化学理论发展的推动，1918年，哈伯获得了诺贝尔化学

3、奖。按照《可感染人类的高致病性病原微生物菌（毒）种或样本运输管理规定》要求运输至具有从事埃博拉病毒相关实验活动资质的实验室¨这标志着农业上所需氮肥的来源主要来自有机物的副产品，如粪类、种子饼及绿肥的时代已经过去了。工业合成氨迎来了前所未有的发展。按照《可感染人类的高致病性病原微生物菌（毒）种或样本运输管理规定》要求运输至具有从事埃博拉病毒相关实验活动资质的实验室¨经过一个多世纪的发展，如今合成氨的技术已经很成熟。但是合成氨工业仍然是一个高耗能的产业。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

4、益产生巨大的影响。按照《可感染人类的高致病性病原微生物菌（毒）种或样本运输管理规定》要求运输至具有从事埃博拉病毒相关实验活动资质的实验室Ø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追逐目标。从最初的钌基催化剂的发明，到铁基催化剂体系的创立和三元氮化物催化剂的问世，都说明了人们在探索合成氨道路上所作出的不懈努力。按照《可感染人类的高致病性病原微生物菌（毒）种或样本运输管理规定》要求运输至具有从事埃博拉病毒相关实验活动资质的实验室1.1熔铁催

5、化剂¨长期以来，人们对氨合成催化剂作了大量的研究，发现对氨合成有活性的一系列金属为Os，U，Fe，Mo，Mn，W等，其中一铁为主体的铁系催化剂，因其价廉易得、活性良好、使用寿命长等特点，在合成氨工艺中被广泛使用。Ø大多数铁系催化剂都是用经过精选的天然磁铁矿通过熔融法制备的，习惯称熔铁催化剂。按照《可感染人类的高致病性病原微生物菌（毒）种或样本运输管理规定》要求运输至具有从事埃博拉病毒相关实验活动资质的实验室¨铁系催化剂活性组分为金属铁。未还原前为FeO和Fe2O3，其中FeO质量分数24%~38%，亚铁

6、离子与铁离子的比值约为0.5，一般在0.47~0.57之间，成分可视为Fe3O4，具有尖晶石结构。按照《可感染人类的高致病性病原微生物菌（毒）种或样本运输管理规定》要求运输至具有从事埃博拉病毒相关实验活动资质的实验室¨之后人们通过大量试验发现，铁比值与熔铁基合成氨催化剂的性能有着密切的关系，并一致认为最佳铁比值为0．5、最佳母体相为磁铁矿，铁比值与活性的关系呈火山形分布。目前为止世界上所有工业铁基合成氨催化剂的主要成经典火山活性曲线份都是Fe3O4。按照《可感染人类的高致病性病原微生物菌（毒）种或样本运

7、输管理规定》要求运输至具有从事埃博拉病毒相关实验活动资质的实验室¨关于合成氨熔铁催化剂,人们一直都认为R值(即Fe2+/Fe3+)为0.5时其催化活性达到最佳状态,这一经典理论沿袭了80多年,直到刘化章等人找到了性能更佳的新的熔铁催化体系———维氏体Fe1-XO体系才突破了这一经典结论,标志着合成氨催化剂进入了一个新的发展时期。按照《可感染人类的高致病性病原微生物菌（毒）种或样本运输管理规定》要求运输至具有从事埃博拉病毒相关实验活动资质的实验室研究发现具有维氏体（WÜstite，Fe1-XO，0.04≦

8、x≦0.10）相结构的氧化亚铁基氨合成催化剂具有最高活性（氧化态XRD谱如下图1），否定了磁铁矿（Fe3O4）相还原得到的催化剂具有最高活性的经典结论。按照《可感染人类的高致病性病原微生物菌（毒）种或样本运输管理规定》要求运输至具有从事埃博拉病毒相关实验活动资质的实验室氧化态催化剂XRD谱图按照《可感染人类的高致病性病原微生物菌（毒）种或样本运输管理规定》要求运输至具有从事埃博拉病毒相关实验活动资质的实验室按照《可感染人类的高致病性病原微生