基于化学链反应AlN制氨的催化特性研究

摘要

化学链制氨过程(Chemical-looping ammonia generation)包含两个步骤:Al2O3在N2气氛中进行碳热还原生成AlN的吸热过程(吸氮反应)以及AlN在水蒸气中水解产生氨气并重新生成Al2O3的放热过程(释氮反应).氨气的生产上,该过程可以很好地替代传统制氨方法——“哈博-博施”法.本文旨在研究不同化合物对释氮反应的催化性能,寻找提高AlN水解过程动力学的有效方法.结果表明,实验所使用的8种催化剂(CaF2、CaO、CuO、Fe2O3、K2O3、MgO、Na2CO3、ZnO)中,Fe2O3有着最好的催化效果.其中,样品中添加质量含量为5％的Fe2O3可显著降低反应的活化能,降低制氨成本,催化效果最好.