[发明专利]介孔碳限域的钌钴合金氨合成催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种介孔碳限域的钌钴合金氨合成催化剂，其特征在于，所述催化剂由钌钴合金以及包覆钌钴合金的碳层组成，所述钌钴合金的钌源为硝酸钌、醋酸钌或六氯钌酸铵，钴源为硝酸钴或醋酸钴，所述碳层的碳源为聚乙烯吡咯烷酮，所述钌钴合金中钌钴原子摩尔比为1：0.2～1.2，所述碳层的质量为钌钴原子质量的10～30％。

2.一种权利要求1所述的介孔碳限域的钌钴合金氨合成催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将钌源和钴源溶解于去离子水中，并加入稳定剂硼酸和氯化铵，得到混合溶液；

步骤2，将氨水缓慢滴加到步骤1的混合溶液中，直至溶液pH值达到10，并不断搅拌；

步骤3，将聚乙烯吡咯烷酮加入到步骤2的混合溶液中搅拌，使聚乙烯吡咯烷酮完全包裹钌钴物种，得到沉淀产物；

步骤4，将步骤3得到的沉淀产物分离，洗涤和干燥；

步骤5，将干燥后的产物在氮气、氢气或氢气氮气混合气氛下热处理，使聚乙烯吡咯烷酮碳化，得到介孔碳限域的钌钴合金氨合成催化剂。

3.根据权利要求2所述的一种介孔碳限域的钌钴合金氨合成催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中钌源为硝酸钌、醋酸钌或六氯钌酸铵，钴源为硝酸钴或醋酸钴。

4.根据权利要求2所述的一种介孔碳限域的钌钴合金氨合成催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中混合溶液中的钌原子的摩尔浓度为0.003mol/L，钌钴原子摩尔比为1：0.2～1.2，硼酸的摩尔浓度为0.1mol/L，氯化铵的摩尔浓度为0.05mol/L。

5.根据权利要求2所述的一种介孔碳限域的钌钴合金氨合成催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3中聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量为8000～1300000，加入量为钌钴原子质量的10～30％，搅拌的温度为50℃，搅拌的时间4～8h。

6.根据权利要求2所述的一种介孔碳限域的钌钴合金氨合成催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤4中干燥为真空干燥，干燥的温度为30～60℃，干燥的时间为4～24h。

7.根据权利要求2所述的一种介孔碳限域的钌钴合金氨合成催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤5中热处理的温度为500～650℃，热处理的时间为4～8h。

8.一种权利要求1所述的介孔碳限域的钌钴合金氨合成催化剂的应用，其特征在于，应用于氨合成催化反应，其反应条件为：反应原料气氢气/氮气体积比为3，反应压力为5MPa，反应温度为400℃，反应气体积空速为10000h^-1。