ВЛИЯНИЕ СПОСОБА ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРОВ RU-ME/СИБУНИТ НА ИХ АКТИВНОСТЬ В РЕАКЦИИ СИНТЕЗА АММИАКА 

Шляпин Д.А.¹, Шитова Н.Б.¹, Добрынкин Н.М.²

 ¹Омский филиал Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

²Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

          В Институте катализа для синтеза аммиака при невысоких температурах и давлениях разработан катализатор на основе рутения и щелочного промотора, нанесенных на углеродный материал сибунит.

Целью представленного исследования было определение влияния природы промотора и модификации носителя на активность катализаторов. Катализаторы готовили последовательными пропитками исходного сибунита водными растворами карбамидного комплекса рутения и солей щелочных металлов (RbNO₂, CsNO₃, КNO₃)  c последующими сушками и термообработками. При этом стадию термообработки вели сначала в Н₂, затем в Ar или в обратном порядке.

Активность образцов определяли в проточном реакторе из нержавеющей стали при давлениях 6 атм и 30 атм, температурах 350°С и 375°С. Объемная скорость газовой смеси (N₂/H₂ = 1/3) составляла 2000 ч^-1.

Лучший из образцов, который был приготовлен путем нанесения сначала Ru и затем Cs показал степень превращения (мера активности) 16.2 % об. NH₃. Активность лучшего из катализаторов, в которых в качестве модификатора использовался рубидий, составила 15,2 % об. NH₃. Таким образом, активность образцов с атомным отношением Me/Ru = 2.5 возрастает со снижением потенциала ионизации элемента-промотора (10.4%, 15.6%, 16.2% для K, Rb, Cs, соответственно). Применение потенциала ионизации в качестве характеристики промотора объясняется тем, что по данным РФС в условиях реакции промотор находится в состоянии, близком к металлическому. Образцы на носителе, предварительно прокаленном при 800⁰ 6 ч в токе Н₂, обработанные сначала в водороде, затем в аргоне, показали содержание NH₃ в газовой смеси 13,5 % об. в то время как катализаторы на непрокаленном сибуните были неактивны при такой последовательности термообработок. В то же время при стандартном порядке термообработок образцы на немодифицированном сибуните более активны (16.2% об NH₃).

Таким образом, установлено и объяснено влияние природы щелочного промотора на каталитическую активность рутения в синтезе аммиака в мягких условиях. Найдено, что модификация сибунита высокотемпературным прокаливанием в водороде и изменение последовательности нанесения рутения и промотора дают менее активные катализаторы.