金屬鎳基催化劑的制備及其催化活性評(píng)價(jià).pdf

1、催化劑在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中占有重要地位。鎳基催化劑是一種常用的經(jīng)典催化劑，具有催化活性高、穩(wěn)定性好和價(jià)格較低等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于加氫、脫氫、氧化脫鹵、脫硫等轉(zhuǎn)化過(guò)程。硼氫化鈉(NaBH4)的水解釋氫，是近年來(lái)新興的安全、高效制氫工藝，在催化劑作用下，可實(shí)現(xiàn)堿性 NaBH4溶液水解的可控有序進(jìn)行。作為國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(21076063)研究課題的一個(gè)組成部分，本課題主要圍繞鎳基催化劑的制備、表征及其對(duì)于 NaBH4溶液催化水解制氫性能展

2、開探索，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1、以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向和穩(wěn)定助劑，分別以次亞磷酸鈉(NaH2PO2?H2O)、水合肼(N2H4?H2O)、乙二醇(C2H4(OH)2)為還原劑，采取水熱同步還原法，分別制備出了球形、珠鏈狀、葉狀、魚骨狀、六角片和形網(wǎng)狀等形貌豐富的微納米金屬鎳粉催化劑，借助 XRD、SEM、TEM對(duì)產(chǎn)物的物相和形貌進(jìn)行了表征，詳細(xì)地考察了表面活性劑、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度和還原劑等因素對(duì)產(chǎn)物形態(tài)的影響，

3、并初步推斷了不同形貌產(chǎn)物的形成機(jī)理。結(jié)果表明：以NaH2PO2?H2O為還原劑時(shí)可制得鏈狀和球狀微納米金屬鎳，以N2H4?H2O為還原劑時(shí)則得到枝狀和六角片狀金屬鎳，而以 C2H4(OH)2為還原劑時(shí)，制得的是網(wǎng)狀和六棱形金屬鎳。
　　2、以水合肼為還原劑，在 PVP輔助下采用水熱處理技術(shù)，在強(qiáng)堿性溶液中成功制備了雙金屬合金 FeNi3六角狀納米片，粒徑約為50-100nm，通過(guò) XRD， TEM等手段，分析了影響產(chǎn)物形貌的主要因

4、素，初步探討了 FeNi3六角形納米片的形成機(jī)理。研究表明：NaOH和PVP在合金FeNi3六角形納米片的形成過(guò)程中起到了主導(dǎo)作用。
　　3、通過(guò)水熱處理方法分別制備了 Fe2O3和 NiO兩種微納米金屬氧化物，以4A型分子篩作為催化劑載體，采用水熱原位還原技術(shù)，成功制備 Ni/Fe3O4、Ni/NiO、Ni/SM4A三種負(fù)載型催化劑。結(jié)果表明：載體Fe2O3不夠穩(wěn)定，在負(fù)載催化劑制備過(guò)程中被部分還原為Fe3O4。
　　4、

5、將實(shí)驗(yàn)所得的各種鎳基催化劑用于催化 NaBH4水解制氫的研究，考察分析了 NaBH4濃度、NaOH濃度、溫度等反應(yīng)條件對(duì)產(chǎn)氫速率的影響。研究結(jié)果表明：產(chǎn)氫速率隨著 NaBH4濃度和 NaOH濃度先增加后降低，隨溫度的升高而加快；催化劑的形貌、載體以及負(fù)載量對(duì)產(chǎn)氫速率均有很大影響，通過(guò)測(cè)定催化劑的產(chǎn)氫速率，確定催化劑催化 NaBH4水解反應(yīng)的活性大小的順序依次為：Ni/Fe3O4>Ni/SM4A>合金FeNi3>六角片狀鎳>球形鎳>網(wǎng)狀鎳