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本文以纳米MgO掺杂改性为出发点,运用超声-沉淀-强静电吸附法(SEA法)和浸渍法制备了一系列多元掺杂的纳米MgO载体及其负载的Ru基氨合成催化剂,运用X射线衍射、场发射扫描电镜、N2物理吸附、H2程序升温还原/脱附(H2-TPR/H2-TPD)等表征手段,考察了掺杂改性后的载体及其负载钌基催化剂的物相组成、表面织构以及还原性能和对反应气体的吸附性能,并在10 MPa,10000 h-1和375℃～450℃的反应条件下进行钌基氨合成催化剂的活性评价。最后,尝试采用球磨法负载活性组分Ru3(CO)12,进一步优化催化剂制备条件。主要研究内容和结论如下:1.铝的掺入改变了载体的物相组成和性质,在载体中的主要存在形式为MgAl2O4和BaAl2O4。生成的镁铝复合物在改善载体表面形貌,增加其比表面积的同时,也降低了镁铝复合物载体表面碱性。当Ba-Mg(Al)04载体中Al:Mg摩尔比为1:20,焙烧温度为780℃时,在 425℃、10MPa、10000h-1 反应条件下,Ru/Ba-Mg(Al)04催化剂氨合成催化活性最佳,其氨合成的反应速率可达到69.17mmolg-1·h-1。2.ZnO可完全固溶在MgO载体晶相结构中,改善了催化剂的表面织构及其性能,增加了载体中Ba的实际掺入量。SEA法制备的ZnO和Ba共掺杂纳米MgO载体负载的Ru基催化剂Ru/Ba-Mg(1-x)ZnxO较分步浸渍法制备的催化剂(Ru/Zn-Ba-MgO和Zn-Ru/Ba-MgO)活性更高,且催化剂活性随着ZnO的掺杂量呈先增大后减小的趋势。当Zn:Mg摩尔比为0.03:1时,在425℃,10MPa、10000 h-1反应条件下,其催化剂反应活性达到73.25 mmol·g-1·h-1。3.稀土氧化物的掺杂可有效减少Ru基催化剂表面的氢抑制作用。H2-TPD结果表明,CeO2和Eu2O3的掺杂,可使600℃以上的强吸附氢物种基本消失。另外,添加三价稀土氧化物Sm2O3和Eu2O3还可提高载体中Ba的实际掺杂量,即增大了催化剂中LT-BaCO3的含量,使得相应催化剂的活性得以提高:在425℃、1OMPa、10000h-1的反应条件下,Sm2O3和Ba共掺杂的催化剂氨出口反应速率达到70.73 mmol·g-1·h-1,较不添加稀土的Ru/Ba-MgO催化剂提高了 4.12%;在375℃、1OMPa、10000h-1的反应条件下,Eu2O3和Ba共掺杂的催化剂氨合成反应速率为42.26 mmol·g-1·h-1,较不添加稀土的Ru/Ba-MgO催化剂提高了 20.26%,说明Eu2O3的掺杂有助于提高钌基催化剂的低温活性。而稀土 CeO2的添加则使载体中Ba的实际掺杂量减少,相应催化剂的活性降低。4.球磨法负载活性组分Ru3(CO)12是一种制备Ru/Ba-MgO催化剂的有效方法。其中,浸渍后球磨法制备的催化剂活性较高,其催化剂中Ru粒子分散度接近50%,晶粒尺寸也较小。各种分析测试结果表明,球磨的方法可增大Ba-MgO载体的比表面积,促使颗粒细化;随着球磨时间的延长,MgO和BaCO3的晶粒度随之减小,同时,催化剂中Ru和Ba的质量百分含量有所下降。总体上讲,适当的球磨时间可改善载体及其负载钌基催化剂的表面性能。当球磨时间为2 h时,在375℃、10MPa、10000h-1的反应条件下,催化剂氨合成反应速率达到 40.76 mmol·g-1·h-1。