Ni系非晶合金制备和其在醛酮加氢中应用.pdf

第40卷 第 1期 化 工 技 术 与 开 发 V01．40 No．1 2011年 1月 Technology＆ DevelopmentofChemicalIndustry Jan．201l 鲺鼹围殴恩 Ni系非晶合金的制备及其在醛酮加氢中的应用 燕芳，焦广霞，韦莹莹，王维德，赵鹏 (华侨大学化工学院， 福建 厦门 361021) 摘 要：非晶态合金催化剂是一种具有高催化活性和 良好产品选择性的新型催化材料。本文综述了常用的几种制各Ni 系非晶态合金的改进的化学还原法、非晶态合金的改性研究、非晶态合金的结构表征及其在醛酮等的催化加氢方面的应用进 展，并对其工业前景给与展望。 关键词：非晶态合金；催化剂制各；表征：催化加氢：醛酮还原 中图分类号：TQ426．8 文献标识码：A 文章编号：1671—9905(2011)01—0018—05 非晶态合金子20世纪6O年代问世，由于其不 同 法、化学还原法、电化学法 (包括化学还原负载法)、 于晶态合金的结构特征，所以它具有一般合金所不 发泡法、化学镀等方法。目前较为广泛采用的是前 具有的特性。当时研究和利用较多的是其优 良的力 两种方法。液体急冷法2／]是采用特殊手段将熔融的 学、电学和化学性质。直~U1980年第七届国际催化 合金液以l0℃·s的速度冷却，使合金温度迅速越 会议上发表 了第一篇关于有关非晶态催化性能的 过结晶温度而快速凝固，从而形成非晶态结构制备 报告[I】，展示了这种新型催化材料的美好前景，引 得到非晶态合金 。该方法得到的非晶态合金的比表 起 了材料和催化科学界的广泛重视及兴趣 ，其催化 面积较小，制各条件要求高，限制 了该方法的使用。 性能才开始得 以广泛的研究和应用 。 1986年，VanWonterghem[等人首先采用了条件温 非晶态合金也称无定形合金，是指构成合金的 和、操作相对简便的化学还原法，制备出高比表面 原子或者其中含有的混合物在排列上完全无序，空 积的非晶态合金催化剂。所制得的非晶态合金催化 间结构上不同于晶态合金，不呈现周期性和平移 剂具有粒径小，可 以达到15~20nrn，催化活性高， 性，其结构与普通玻璃有些类似 ，故又称其为 “玻 选择性好，分散均匀等特点，是一种性能良好的催 璃金属”。非晶态合金的结构有其独特的特征，热 化剂，具有广阔的应用前景。 力学上也处于不稳态或亚稳态，导致其具有独特的 1．1 催化剂的制备机理 物理和化学性质：(1)短程有序 。非晶态合金短程 Ni系非晶态合金催化剂主要有Ni．B、Ni．P、 有序区一般认为在109nn,1范围内，临近原子的间距、 Ni—B．P等。这类催化剂制备过程反应剧烈，冒出大 原子 间的排列和相互作用 以及配位数几乎和 晶态 量的气泡，放出大量的热，并有沉淀生成。该反应 合金的长程有序相 同。这种结构对其催化作用具有 机理较为复杂，涉及~JIBI-I4。和H2PO2的水解 ，Ni离 重要意义：(2)长程无序。非晶态合金是一种没有 子的还原，B、P单质的生成等。 三位空间原子周期排列的结构，其表面保持类似液 Ni．B的反应机理如下式所示 J： 态时原子的混乱排列，不存在晶态合金中存在的晶 BH4一十2H20=BO2一十4H2f (1) BH4一+2Ni2++2H2O=2Nil+BO2-+4}r+2H2f (2) 粒界限、位错和积层等缺陷，这种结构有利于反应