氨合成催化剂及其催化反应机理研究进展

姚志烨

山西潞安煤基合成油有限公司 046100

一段时期以来，针对氨合成催化剂的研究取得了实质性的成果，尤其是对于不同类型氨合成催化剂催化反应机理的实践应用，对于我国工业产业的发展有着极为关键的作用。就以合成氨铁催化剂的有机成为来看，这一类型的合成氨催化剂主要是以铁的氧化物作为催化母体，以还原催化剂的主要活性为整个化学反应过程的核心，同时，参杂了各类促进剂以及催化成分来加快制剂物质的反应速率。

一、浅析氨合成催化剂的研究状况

1.氨合成催化剂的研究进展概述

经历了近百年的钻研以及相关产业的实践研究，从当前的研究及实践成果中可以看到，氨合成催化剂的研究进展极为可喜。其中，各领域对于氨合成铁催化剂、氨合成钌催化剂的发展及其对氨合成催化反应机理有着不同的理解，究其原因在于，不同领域及环节所需的催化效果不尽相同，但无论如何，氨合成催化剂被广泛应用与现代工业生产环节中，并为各行业企业生产带来了极大的利润。由于每个时代对于氨合成催化剂的应用效果有着不同的要求，因此，科研机构针对氨合成催化剂的研究仍在持续进行，挖掘符合当前工业产业发展特征的研究成果，以备实践所用。

2.合成氨铁催化剂

工业氨合成铁催化剂的母体氧化物在化学计量上并非完全和四氧化三铁如出一辙，一般采用铁比来表征催化剂中铁的价态状况，其原因在于，铁比对制得的催化剂活性有较大的影响，适宜的铁比范围为0.5-0.6[1]。从以往的研究资料中可以看到，我国重点科研机构的科研人员研究了Fe2+/Fe3+的比例对活性的影响，从技术测定来看，催化活性呈驼峰形曲线。针对合成氨铁催化剂项目的执行过程及其资料中提到：决定氨合成熔铁催化剂变化本质的是具有不同晶体结构的氧化物（Fe2O3、Fe3O4、Fe1-xO）的分子比，当分子比f为1，可以解释为，只有一种铁氧化物、一种晶体结构，此时，熔铁催化剂具有高活性[2]。

3.合成氨钌催化剂

在以往的研究资料中可以看到，RuCl3是一种较为常见的化合物，其性质较为稳定，通常被用来制备以钌元素为基础的催化剂，但从化验及实践过程来看，经反应后的钌物质表面上残存着少量的氯离子，其对合成氨钌催化剂有负面作用。从这一角度来看，相关实践领域在制备或选择催化剂物质时，要对合成氨钌催化物质的催化活性及其作用进行考量[3]。

二、氨合成催化剂的催化反应机理研究进展

从现实来看，尽管不同类型的催化剂的配方略有差异，而且在实践领域当中，各行业生产所需的生产设备及其管理流程在不断地发展，诸多工艺技术也早已退出历史的物态，取而代之的是新型产业技术，但是从氨合成催化剂的催化反应机理研究的角度来看，在过去很长的一段时期里，不同种类氨合成催化剂的制备过程并未有太明显的变化，通常也都是需要高温高压环境来辅以生产，且氨合成催化物质的主要成分仍旧以铁以及碱金属为主，在氧化物的促进作用下，构成一种熔铁型催化剂[4]。此种状况延续了一段时间以后，随着各领域科研项目成果在氨合成催化剂的研究项目中的渗透，使得该领域专家针对氨合成催化剂及其机理的研究跳出了固有的圈层，进而推进了新型固氮方式以及合成氨催化剂的研究成果，借助模拟实验等先进科研手段的整合应用，一些新型合成氨催化剂物质浮出水面，突破了传统类型氨合成催化剂特性的极限，提升了合成氨物质的催化活性。但相关研究内容刚刚被挖掘出来时，并未将其投入到工业实践领域当中，而是经过长期的模拟研究及观察，才能够应用于现实产业当中，以此来保证化工生产领域的安全性及经济性。

总而言之，从以往氨合成催化剂的研究资料中可以看到，针对催化反应机理等相关内容的研究成果也较为突出，而且，很多科研成果也已经投入到实践领域当中，为化工产业的发展提供了充足的理论及工艺技术支撑。

结束语

通过分析氨合成催化剂及其催化反应机理研究进展，可以更清楚的了解到氨合成催化剂对于工业产业发展及相关领域实践的重要意义。从科研的角度来看，氨合成催化剂的催化反应机理较为简单，但随着社会产业及相关实践环节要求的不断变换，对于氨合成催化剂的研究方向会有些许变化，使其顺应当前时代的发展要求，且满足工业企业高效率、促环保、增效益的长远发展目标。由此可见，针对氨合成催化剂及其催化反应机理的研究具有极高的挖掘价值。

[1]王自庆，张留明，林建新，等.纳米材料负载钌催化剂的制备与应用[J].催化学报，2012，03（03）：379-381.

[2]金家敏，包伟芳.再论载体材料与贵金属催化剂——粉末冶金多孔金属应当是贵金属催化剂的合理载体材料[J].材料导报，2012，05（05）：59-61.

[3]郑安民，黄信炅，张海禄，等.固体核磁共振技术在固体酸催化剂表征及催化反应机理研究之应用进展[J].催化学报，2013，03（03）：439-442.

[4]杨晓龙，胡斌，夏春谷，等.钌基氨合成催化剂作用机理及氧化物负载钌催化体系研究[J].工业催化，2010，03（03）：13-15.