日本开发环保合成氨路线

催化效率提高一个数量级 合成能耗降低一半
 
 

　　中化新网讯 日本科技研究院材料与结构实验室12月初宣布开发出一种高性能氨合成催化剂。其效率比商业化钌基催化剂高出一个数量级，可使氢气和氮气反应所需的能量减少一半。研究人员认为，该成果反应条件温和，将有助于开发更加环保的合成氨路线。研究人员已经与一家日本公司合作，计划5~10年使该技术实现商业化。

　　该催化剂通过将钌原子封存于铝酸钙电子化合物的纳米尺寸笼内，铝酸钙电子化合物又使电子限制在笼内。电子化合物12CaO·7Al2O3（缩写为C12A7）是在水泥中发现的组分。研究团队开发了C12A7电子化合物系统，并应用电子化合物作为氨合成的催化剂。负载钌的电子化合物C12A7∶e-1是强大的电子供体，并且化学性质稳定。通过电子的返回捐赠，它能够提高氮气在钌上的离解程度，并能可逆地储存氢，从而有效抑制氢吸附对钌表面的毒害。在压力0.1~1.0兆帕（氮氢比为3）时，采用该催化剂，氨合成要比铯掺入氧化镁载体的钌催化剂要快10倍。

　　目前，化学家正在努力通过增加C12A7电子化合物的表面积改进性能，并且加快开发工业催化剂，同时通过了解其详细的反应机制，找到比钌更便宜的替代金属。