钌基氨合成催化剂和传统的熔铁催化剂相比,在低温低压下具有较高的活性,其产业化应用最大的限制是其成本太高,为了降低钌基氨合成催化剂的工业化成本,本论文在低负载量的条件下对Ru/AC氨合成催化剂的成分、载体、制备方法等方面进行了优化研究,以期提高贵金属钌的利用效率和催化剂的活性。首先,对催化剂的组成进行了优化,发现在随着Ba、K和Cs含量的增加,催化剂的活性逐渐上升后降低。Ru/AC催化剂助剂最佳的组成为Ba 4wt%、K 14wt%。其次,研究了浸渍条件对催化剂活性的影响,发现延长浸渍时间可以有效地提高Ru/AC催化剂的活性。最佳的浸渍条件:浸渍时间为18~24 h、浸渍温度25℃。最后,通过N2的物理吸附和化学滴定(质量滴定法和Boehm滴定法)等表征手段对各种方法处理的活性炭表面化学性质和物性进行了详细研究。研究发现,气相氧化法改性不能有效地提高Ru/AC催化剂的活性。通过对不同浓度硝酸处理的活性炭表面基团含量和催化剂活性的关联,发现活性炭表面的含氧基团数量和种类和催化剂活性具有较大的关系。其中,酚羟基的含量和催化剂的活性成正比关系。根据该结论,采用了硝酸和双氧水联用的两步液相氧化法对活性炭进行了处理,研究表明,这种方法能够有效提高低负载量的Ru/AC催化剂的活性。2%负载量的Ru/AC催化剂在400℃、10.0MPa、10000h-1的条件下,出口氨浓度达到20.48%,比一步液相氧化法处理的活性炭负载的2%Ru/AC催化剂提高了近5%(绝对值)。