催化劑使用指南.doc

加氢反应纳米镍粉催化剂的使用指南 前言 二十世纪初80年代以来，各国科研人员对颗粒粒径1—100nm的微小固体粒子的研究日趋重视。纳米结构但愿的尺度（1—100nm）与物质的许多特征长度，如电子的超导相干长度、隧穿势垒厚度、铁磁性临界尺寸相当，从而导致纳米材料的物理化学性质不同于微观的原子、分子、也不同于宏观物质、纳米粉体因尺寸的微细化，从而产生了其块状物料所不具备的体积效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和介电效应和介电限域效应，具有一系列优异的物理、化学性能，应用前景广阔。 [关键词] 氯化镍、水合胼、纳米镍粉、催化剂 选用理由 镍作为过渡金属，是一种因银白色的金属，具有磁性，较好的化学稳定性 机械稳定性，高温稳定性。 我国拥有丰富的镍资源，并且我国具有强大的冶炼镍的能力，汽车，信息，电子等产业发展势头令世人瞩目。镍粉的应用领域在不断地拓宽和扩展。 而纳米镍粉作为过渡金属纳米材料，除了具有纳米粒子自身的性质外，由于其独特新颖的物理化学性质而具有广泛的用途。纳米镍粉由于表面活性高，表面纯度高，无微孔渗透，比表面体积大，具有极大的表面效应和体积效应。因此纳米镍粉是一种新型的、高效的、高选择性的加氢催化剂。反应表明，镍粒径在5nm以下，反应选择性有效控制，纳米微粒的研究越来越引起我们人类的关注。 “据报道 ，在火箭固体退进剂中加入约百分之一的纳米镍，可使其燃烧热增至两倍，以纳米镍制成的复合催化剂可使有机物加氢活脱氢反应的效率比传统镍催化剂提高十倍。” 三 .纳米镍粉的制备 1.制备方法 纳米镍粉的制备方法从方式上讲有物理和化学方法。物理方法是利用特殊的粉碎技术将普通的粉体粉碎，，此法有高能球磨法,这种方法不怎么常用。化学方法是在控制条件下，原子或分子成核，生成或凝聚成具有一定尺寸和形状粒子，常见的合成方法有熔融法、蒸发冷凝法、微乳液法、电化学法、高压氢还原法、惰性气体凝聚法、Y—射线辐照法、羰基镍热分解法、热分解法。 熔融法（注P书23页） 1925年，M.Raney提出了可以采用熔融法制备镍催化剂的方法。通过熔炼Ni—Si合金，并以氢氧化钠溶液沥虑出Si组份，首次制得分散状态独具一格的镍加氢催化剂。1927年，改用Ni—Al合金又使镍的催化活性变高。相似的催化剂还有铁、铜、钴、银、镍、锰等的单组份或者双组份的催化剂。 制备流程如下 铝 —— 镍—— （2）蒸发冷凝法 金属镍加热到1425 摄氏度即汽化，蒸发急速冷凝即可制得镍粉，采用真空蒸发可以降低蒸发温度，根据急冷方式不同，生成镍粉各具特色，也可以采用电弧等离子做热源，在高真空蒸发室内使金属熔化，蒸发冷凝后得到纳米镍粉，改变蒸发室内惰性气体的种类、气体分压及蒸发速度，可制得不同粒径的纳米镍超微粒子。 此法设备比较复杂，技术要求高。 （3）微乳液法 微乳液是指两种互不相溶的液体组成的宏观上均一微观上不均匀的混合物。其中分散相以微液滴的形式存在，经混合反应生成沉淀，由于微乳液极其微小，其中生成的沉淀颗粒非常小而且均匀，Arturo等在AoT—H2O—n—Heptance体系中，用NaBH还原Nicl，在300摄氏度惰性气体的保护下，结晶得纳米微粒，粒径在5—50nm内可调；也可以在水/CTAB/n—乙醇微乳液中用水合腁还原2价N i 离子，得到平均粒径为4.2 nm，具有超强面心立方晶体的镍粒子，通过控制微乳液体系的构成，产物的粒径可得到调整但需要考虑反应料液混合方式。 （4）电化学法 在电解池中加入含有Ni的溶液，以石墨或贵金属做电极接通电源并周期性改变电流方向，电解一段时间后即可用磁性材料在电解池底部手机到镍粉，镍粉的形貌和大小可以通过改变电流条件来控制，该法是工业上常用的方法，但缺点是得到的镍粉较粗，能耗较高。 （5）高压氢还原法 在高压釜内。催化剂存在下用氢气还原镍的氨性水溶液或不溶于水的碱式碳酸镍，氢氧化镍等水溶液，可制得平均粒径为1.012微米的镍粉，氢氧化镍水热氢还原制备超细镍粉的研究大多为中性介质，喻克宁等在宽PH碱性介质中，碱的用量增多情况下完成氢还原反应。 具体过程为在一定温度下，以PdCl2为催化剂，氢气还原氢氧化镍水浆液从而制备超细镍粉，有报道称以蒽醌为催化剂，水热量还原可以以氢氧化镍水浆液制备超细镍粉，该法是以廉价的蒽醌替代稀贵的PdCl2催化剂，更利于工业化生产，但是必须使用高压设备和催化剂。 （6）惰性气体凝聚法 惰性气体蒸发冷凝法也称惰性气体凝聚法，是用真空蒸发、激光、电弧、高频感应、电子束照射等方法使原料汽化或形成等离子体，然后在惰性气体介质中骤冷使之凝结。 这种方法得到产品纯度高。结晶组织好、粒子清洁、少有团聚。是目前制备纳