- Tổng hợp amoniac (NH3).
- Oxi hóa amoniac thành các oxit của nitơ để sản xuất axit nitric (HNO3).
- Oxi hóa khí sunfurơ thành anhiđric sunfuric để sản xuất axit sunfuric (H2SO4).
1. Tổng hợp amoniac (NH3)
N2 + 3H2 ↔ 2NH3; ΔH = - 92kJ
Người ta tìm kiếm một chất xúc tác hoạt động tốt và ổn định để chuyển hệ đến trạng thái cân bằng ở nhiệt độ thấp nhất có thể. Trong khoảng những năm 1905 - 1910, các nhà hóa học như Haber, Bosch và Miltasch tại phòng thí nghiệm BASF đã có những cố gắng bền bỉ để tìm chất xúc tác thích hợp. Các kết quả nghiên cứu cho thấy một số kim loại có hoạt tính xúc tác như wonfam, urani, sắt, ruteni và osimi. Tuy nhiên độ bền của các chất xúc tác kể trên không cao. Sau nhiều năm nghiên cứu với các quặng sắt, người ta đã đạt được tiến bộ vượt bậc với một loại quặng sắt đến từ vùng Gallivare ở Thụy Điển. Phân tích thành phần của loại xúc tác này, thấy rằng có một ít oxit nhôm và oxit kali. Từ đó người ta cho rằng Al2O3 và K2O là những chất trợ xúc tác cho sắt. Bắt đầu từ năm 1914, loại xúc tác Fe/ Al2O3 và K2O được sử dụng ở quy mô lớn ở nước Đức. Loại xúc tác này cho đến nay vẫn còn được sử dụng.
2. oxi hóa amoniac
4NH3 + 5O2 --> 4NO + 6H2O
Bằng phát minh đầu tiên về xúc tác cho phản ứng oxi hóa NH3 là do Kuhlman năm 1938. Chất xúc tác được sử dụng là muội bạch kim (Pt). ứng dụng công nghiệp đầu tiên của xúc tác này phải chờ đến khi người ta sản xuất được amoniac có độ sạch cao. Để bảo vệ xúc tác ở nhiệt độ cao, người ta đã sử dụng hợp kim của Pt với 10% Rh, vật liệu này tốt hơn nhiều so với Pt nguyên chất. Người ta dệt xúc tác thành lưới, đường kính sợi là 0,06mm, với 1050 lỗ /cm2.
3. Xúc tác oxi hóa lưu huỳnh đioxit
2SO2 + O2 --> 2SO3
Phản ứng oxi hóa SO2 là một công đoạn trong quá trình sản xuất axit H2SO4. Trước đây người ta dùng xúc tác Pt trên chất mang. Tuy nhiên loại xúc tác này rất dễ bị ngộ độc bởi các hợp chất của asen. Ngày nay, xúc tác cho phản ứng oxi hóa SO2 được điều chế bằng cách làm nóng chảy V2O5 trong oxit của kim loại kiềm.
