本發明專利技術提供一種鐵基合成氨催化劑的制備方法，包括以下步驟：將500g工業鐵粉用300目的篩子過篩，得到微米級的鐵粉，取過篩后的鐵粉150g和15g的助劑裝入500mL的鋼制球磨罐中，球磨12h，轉速設置為500rpm/min，獲得成品，本發明專利技術提供一種鐵基合成氨催化劑在低溫低壓合成氨中的應用，與現有技術相比，本發明專利技術具有如下的有益效果：與傳統的鐵基合成氨催化劑相比，納米鐵基催化劑具有在低溫低壓下高效穩定的氨合成催化活性，能夠為工業合成氨中能耗大，碳排放多的問題提供有效的參考。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于催化劑領域，特別涉及一種鐵基合成氨催化劑的制備方法及該催化劑的應用。
技術介紹
1、氨(nh3)是農業、工業上生產化肥、染料、醫藥產品等的重要原料，也是重要的清潔能源載體、儲氫介質和可再生能源替代碳氫類燃料，是實現減碳和碳中和目標的重要化學產品。全球每年人工合成氨約為5億噸左右。氨是富氫載體(質量含量17.6％)，在25℃、1.03mpa或-33.3℃常壓條件下能將氨液化，密度為630kg?m-3，能量密度高達12.71mj?l-1，其對發展以氨為燃料的新能源技術具有重要的意義。迄今，人類社會在工業規模上還一直沿用超過百年歷史的哈伯-博施(haber-bosch)合成氨法，其對推動人類社會文明的發展起到了不可磨滅的作用，但也存在一些不可回避的問題：(1)受熱力學限制，氮氣加氫轉換效率較低(10％～15％，通過工藝優化可超過30％)；(2)能耗高(150～350atm，350～550℃)，每年合成氨需要消耗全世界總能耗的1％～3％；(3)更重要地是，合成氨需要的h2主要來源于天然氣和水蒸汽裂解重整，每年需消耗全世界天然氣總量的3％～5％，且伴隨大量co2的排放(生產1噸氨產生約1.87噸co2)。傳統哈伯-博施合成氨法的技術缺點，明顯與當前社會倡導的“可再生資源利用、循環經濟、碳達峰和碳中和等政策”的發展目標不相符，因此發展低溫低壓的人工合成氨技術是當前社會可持續發展的必然要求。在此背景下發展低溫低壓合成氨催化劑是減少對化石能源的依賴實現碳中和的重要途徑。
技術實現思路
>1、針對現有技術存在的不足，本專利技術目的是一種利用價格低廉的納米鐵基低溫低壓合成氨催化劑。與傳統的鐵基合成氨催化劑相比，納米鐵基催化劑具有在低溫低壓下高效穩定的氨合成催化活性，能夠為工業合成氨中能耗大，碳排放多的問題提供有效的參考。2、本專利技術通過以下的技術方案實現：一種鐵基合成氨催化劑的制備方法，包括以下步驟：
3、將500g工業鐵粉用300目的篩子過篩，得到微米級的鐵粉，取過篩后的鐵粉150g和15g的助劑裝入500ml的鋼制球磨罐中，球磨12h，轉速設置為500rpm/min，獲得成品。
4、作為一優選的實施方式，助劑選用硬脂酸、葡萄糖、ctab、ctac中的一種。
5、一種鐵基合成氨催化劑在低溫低壓合成氨中的應用。
6、反應條件為：反應壓力小于7mpa，反應溫度低于400℃，反應原料氣體的體積比為h2:n2＝3:1，反應氣體積空速為14400h-1。
7、采用了上述技術方案后，本專利技術的有益效果是：在低溫低壓合成氨中，在溫和條件下催化氨合成反應，由于納米鐵表面的碳包覆，相比于傳統的鐵基催化劑和ru負載型催化劑，納米金屬鐵和表面包覆的碳之間的相互作用能夠有效提高催化劑的氨合成性能。
8、在低溫低壓合成氨中，氨合成穩定性優于傳統ru基氨合成催化劑，且由于活性金屬包覆在碳殼中，結構穩定，因此具有較高的熱穩定性。此外，催化劑易成型，機械強度較高，有利于大規模工業生產。
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【技術保護點】
1.一種鐵基合成氨催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的一種鐵基合成氨催化劑的制備方法，其特征在于：所述助劑為硬脂酸，具體的，將500g工業鐵粉用300目的篩子過篩，得到微米級的鐵粉，取過篩后的鐵粉150g和15g的硬脂酸裝入500mL的鋼制球磨罐中，球磨12h，轉速設置為500rpm/min，獲得成品。
3.如權利要求1所述的一種鐵基合成氨催化劑的制備方法，其特征在于：所述助劑為葡萄糖，具體的，將500g工業鐵粉用300目的篩子過篩，得到微米級的鐵粉，取過篩后的鐵粉150g和15g的葡萄糖裝入500mL的鋼制球磨罐中，球磨12h，轉速設置為500rpm/min，獲得成品。
4.如權利要求1所述的一種鐵基合成氨催化劑的制備方法，其特征在于：所述助劑為CTAB，具體的，將500g工業鐵粉用300目的篩子過篩，得到微米級的鐵粉，取過篩后的鐵粉150g和15g的CTAB裝入500mL的鋼制球磨罐中，球磨12h，轉速設置為500rpm/min，獲得成品。
5.如權利要求1所述的一種鐵基合成氨催化劑的制備方法，其特征在于：所述助劑為CTAC，具體的，將500g工業鐵粉用300目的篩子過篩，得到微米級的鐵粉，取過篩后的鐵粉150g和15g的CTAC裝入500mL的鋼制球磨罐中，球磨12h，轉速設置為500rpm/min，獲得成品。
6.一種如權利要求1-5任一所述方法制備的鐵基合成氨催化劑在低溫低壓合成氨中的應用。
7.如權利要求6所述的一種鐵基合成氨催化劑在低溫低壓合成氨中的應用，其特征在于：反應條件為：反應壓力小于7MPa，反應溫度低于400℃，反應原料氣體的體積比為H2:N2＝3:1，反應氣體積空速為14400h-1。
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【技術特征摘要】
1.一種鐵基合成氨催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的一種鐵基合成氨催化劑的制備方法，其特征在于：所述助劑為硬脂酸，具體的，將500g工業鐵粉用300目的篩子過篩，得到微米級的鐵粉，取過篩后的鐵粉150g和15g的硬脂酸裝入500ml的鋼制球磨罐中，球磨12h，轉速設置為500rpm/min，獲得成品。
3.如權利要求1所述的一種鐵基合成氨催化劑的制備方法，其特征在于：所述助劑為葡萄糖，具體的，將500g工業鐵粉用300目的篩子過篩，得到微米級的鐵粉，取過篩后的鐵粉150g和15g的葡萄糖裝入500ml的鋼制球磨罐中，球磨12h，轉速設置為500rpm/min，獲得成品。
4.如權利要求1所述的一種鐵基合成氨催化劑的制備方法，其特征在于：所述助劑為ctab，具體的，將500g工業鐵粉用300目...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王新磊，張顯，
申請(專利權)人：安徽枡水新能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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