改性Ni-B非晶態(tài)合金加氫催化劑的研究.pdf

1、Ni-B非晶態(tài)合金因具有長(zhǎng)程無(wú)序、短程有序和熱力學(xué)亞穩(wěn)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于加氫反應(yīng)而成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。Ni-B非晶態(tài)合金最常用的制備方法是化學(xué)還原法,該法制備過程條件溫和,副產(chǎn)物只有水和可用于其它過程的硼的氧化物或硼酸,屬環(huán)境友好的制備過程。由于受傳統(tǒng)制備條件影響,非負(fù)載非晶態(tài)合金催化劑的活性原子簇較易聚集,原子利用率較低;極易氧化失活,并且高溫使用較易晶化,催化劑活性受到一定程度的影響。因此,從催化劑的制備過程進(jìn)行調(diào)控,降低催

2、化劑活性組分粒徑、增加合金原子簇的分散度、提高熱穩(wěn)定性將是提高催化劑加氫活性的關(guān)鍵。
　　 本文采用化學(xué)還原方法制備了廉價(jià)、活性高、對(duì)環(huán)境友好的鎳基催化劑,并在催化劑制備過程中引入載體和鎳基配合物,通過透射電鏡(TEM)、差示掃描量熱法(DSC)、X-射線衍射(XRD)、X-射線光子的能譜(XPS)和程序升溫脫附(TPD)表征分析,對(duì)催化劑的表面性質(zhì)進(jìn)行了研究;且以葡萄糖液相加氫和阿維菌素選擇性加氫為探針反應(yīng),考察催化劑的催化活

3、性。
　　 考察了把Ni-B分別負(fù)載到SiO2和γ-Al2O3上,通過對(duì)鎳的負(fù)載量,載體顆粒大小進(jìn)行改變,得出在葡糖糖加氫反應(yīng)中,當(dāng)負(fù)載量為7.8%時(shí),載體顆粒目數(shù)為40～60之間時(shí),轉(zhuǎn)化率較高,并且,催化劑重復(fù)使用5次,轉(zhuǎn)化率影響很小,可以重復(fù)使用。
　　 工業(yè)上用阿維菌素選擇性加氫制得伊維菌素。先對(duì)反應(yīng)工藝條件進(jìn)行考察,得出其反應(yīng)最優(yōu)條件。制備的Ni-B/SiO2.Ni-B/γ-Al2O3催化劑在負(fù)載量為7.8%,顆

4、粒目數(shù)80～120之間時(shí),反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和選擇性較好。催化劑可以重復(fù)使用,而且催化劑易于與產(chǎn)物分離,這樣大大降低了生成成本,降低環(huán)境污染,是綠色、環(huán)保的催化劑材料。
　　 在超聲波下還原鎳.肼配合物制備的Ni-B非晶態(tài)合金催化劑在超聲功率100W時(shí)具有最優(yōu)的催化活性,其顆粒粒徑在15nm左右、分散性好、表面性質(zhì)均一、熱穩(wěn)定性得到了提高;超聲下還原和鎳——乙二胺配合物獲得Ni-B催化劑粒徑可達(dá)10nm左右,晶化溫度提高,熱穩(wěn)定性更好。

5、
　　 KBH4還原鎳基配合物時(shí),須先打破Ni與配體形成的位阻效應(yīng),之后再將配合物的鍵能打開才能發(fā)生反應(yīng),因此使還原反應(yīng)的速度有所減緩,避免了催化劑中夾雜未反應(yīng)的金屬離子。因此,配體的種類和數(shù)量對(duì)Ni-B非晶態(tài)合金的形成有很大影響。此外,超聲波的空化作用使Ni-B催化劑的表面活性中心分散度提高、粒徑變小,對(duì)該類催化劑的表面性質(zhì)調(diào)控起著重要的影響,但配合物對(duì)催化劑表面性質(zhì)調(diào)控的作用也不可忽視,只有超聲波與配合物共同作用才能獲得表面