合成氨催化剂的发展和挑战

摘要

本文综述了合成氨催化剂的发展,展望未来的发展趋势.催化合成氨被认为是20世纪最重要的技术发明.目前全球约60％以上人类的生命由合成氨中的氮养育.随着人口增长,预测21世纪下半叶氮肥使用量会增加到2～3倍.氮肥的使用对环境造成严重的后果.未来改革的主要目标一定是全球环境的可持续性,主要对策是提高每公顷耕地产量和化肥利用效率到50％,以及使用可再生能源替代化石资源生产氢气.历经百余年的研究结果表明,Ru、Os、Fe是最好的氨合成催化剂.合成氨的重大意义迫使人们寻找新的技术突破.Fe1-xO基催化剂和钌基催化剂的发现是这种思想体现.本文报告了这两个催化剂的开发和应用过程.Ru催化剂的工业应用受到限制,Fe1-xO基催化剂是目前世界上活性最高、最先进的铁催化剂.新催化剂和新的氨生产方法正在广泛地探索中.