【化工仪器网 行业百态】氨是基本有机化工的主要原料之一。农业、工业、军事等领域一直与氨密切相关,随着科学技术的发展,人类对氨的需求不断增加,促进了近30年来合成氨工业的快速发展。
但如果从技术本身入手,甚至可以追溯到1918年哈伯法的诞生。哈伯法是一种有效的氨制造方法。简单地说,它促进氮和氢在高温、高压和催化剂(20~50MPa高压和500℃高温下合成氨)的作用下。该方法的出现不仅解决了工业生产氨的问题,而且促进了氨生产研究的深入。哈伯( Fritz Haber)因此,我获得了1918年诺贝尔化学奖。在接下来的一百年里,虽然工业技术在不断发展,但合成氨的基本技术却是固定的。
然而,人类对合成氨技术的应用并不意味着他们对合成氨技术的理解,甚至氨生产催化反应机制直到今天才被发现。这在很大程度上是缺乏技术的结果。在真正的氨生产条件下,科学家无法通过表面敏感性来研究催化剂的表面特性。在足够高的压力和温度下具有表面敏感性的实验技术尚未实现。因此,在过去的几十年里,无数的科学家试图验证铁催化剂状态是金属还是氮化物的不同假设,并探索反应机制中重要中间物种的性质。
就在最近,瑞典斯德哥尔摩大学的研究人员通过新仪器在这方面取得了新的突破,研究了氮和氢产生氨时铁和锆催化剂的表面特性。据报道,研究人员首先建立了一个光电子能谱仪,可以研究高压催化剂的表面特性,然后观察氨生产催化反应直接发生时的情况,并检测到反应中间体。
光电子能谱是一种利用爱因斯坦光电效应定律进行表面分析的技术。它具有灵敏度高、分辨率高、非破坏性好等优点,但应解决分析深度和样品状态在实际使用中的影响。换句话说,这种新型光电子能谱的诞生实际上标志着检测技术的进一步发展,可以促进新材料的研究,特别是氨的新催化剂材料,
也有利于加快化工研究,为化工绿色转型提供重要帮助。