日本开发环保合成氨路线

日本开发环保合成氨路线

日本科技研究院材料与结构实验室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 MPa(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。

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