超细非晶态合金NiB催化剂的制备、表征及其催化加氢性能 .pdfVIP

超细非晶态合金NiB催化剂的制备、表征及其催化加氢性能

乔卫叶;袁洪晶;白红存;郝永超;张晓楠;高雯;李怡霖;霍维涛

【摘要】采用化学还原法,通过在制备过程中加入KAl(SO4)2和NaOH,制备了超

细非晶态合金结构的NiB催化剂.Al(OH)3的生成是制备超细NiB催化剂的关键因

素,且NiB的粒径随着Al(OH)3生成量的增加而减小.当Al/Ni摩尔比为1∶1时,该

方法制备的NiB催化剂粒径约为未加入铝盐时的1/6.催化评价表明,在糠醛加氢和

硝基苯加氢反应中,制备的NiB催化剂的活性随着制备过程Al(OH)3生成量的增加

而增大.当Al/Ni摩尔比为1∶1时,NiB催化剂的催化活性为未加入铝盐时的3倍,

其原因可以归于该方法制备的NiB催化剂小的粒径和大的比表面积.同时,采用含铝

盐废液制备的NiB催化剂的催化结果表明,该方法制备过程的铝盐可以循环使用.

【期刊名称】《石油学报（石油加工）》

【年(卷),期】2019(035)005

【总页数】6页(P868-873)

【关键词】超细;硼化镍(NiB);糠醛;硝基苯;加氢

【作者】乔卫叶;袁洪晶;白红存;郝永超;张晓楠;高雯;李怡霖;霍维涛

【作者单位】邢台学院化学与化工学院,河北邢台054000;邢台学院化学与化工学

院,河北邢台054000;宁夏大学省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室,

宁夏银川750021;邢台学院化学与化工学院,河北邢台054000;邢台学院化学与化

工学院,河北邢台054000;邢台学院化学与化工学院,河北邢台054000;河北工业大

学外国语学院,天津300400;邢台学院化学与化工学院,河北邢台054000

【正文语种】中文

【中图分类】O643.3

催化加氢是化学工业常用的一项技术，在石油加工、煤化工、生物质精制、精细化

学品转化等领域有广泛的应用。催化加氢技术可以降低能耗，减少甚至消除污染，

是我国大力推广的技术之一。作为催化加氢的核心技术，催化剂的制备自然受到很

多关注。非晶态合金是研究较多的一类加氢催化剂体系。

在催化领域中，非晶态合金因表面高度的不饱和性和特殊的电子性质在加氢、脱氢、

脱氧、费-托合成、电解水、氨硼烷产氢等反应中表现出优异的催化性能[1-4]。其

中，NiB、CoB、NiP等非晶态合金因其优异的性能和广泛的用途而受到更多的关

注。目前，催化领域的非晶态合金一般都是通过化学还原法制备，即采用硼氢盐或

磷酸二氢盐还原对应镍盐、钴盐制备。相较于电解法、骤冷法，该方法具有制备步

骤简单、易操作、制备的合金粒径较小等特点[5]，但该方法还原过程中的强放热

也会导致制备的NiB粒子聚集，从而得到低比表面积的合金催化剂。

为了解决以上问题，研究者们针对超细非晶态合金催化剂的制备开展了很多工作。

如：采用微扩散技术(Microemulsions)制备CoB催化剂，用超声将水高分散在环

己烷中，利用Co盐溶于水而难溶于环己烷的特性使Co盐分散，然后加入硼氢盐

还原得到超细的非晶态合金CoB催化剂[6]；采用聚合物保护法制备NiB、CoB催

化剂，利用聚合物的隔离作用及聚合物表面基团的吸附作用合成超细非晶态合金催

化剂[7-9]；在硼氢盐还原Ni盐过程中进行超声处理，也可以得到超细非晶态合金

NiB催化剂[10-11]。

笔者前期工作发现[12]，通过在制备过程中加入无水AlCl3，可以制备超细的非晶

态合金NiB催化剂。Al(OH)3的生成可能是制备超细NiB催化剂的关键因素。这

种制备方法过程简单易操作，不需要超声等特殊仪器的辅助。本研究采用价格更加

低廉的KAl(SO4)2作为铝源制备Al(OH)3，考察了铝盐加入量对合成NiB催化剂

催化性能的影响，同时考察了铝盐循环使用的可行性。

1实验部分

1.1原料和试剂

六水合氯化镍(NiCl2·6H2O)，天津光复试剂厂产品；十二水硫酸铝钾

(KAl(SO4)2·12H2O)，天津化学试剂三厂产品；氢氧化钠(NaOH)、硼氢化钠

(NaBH4)，天津永大化学试剂有限公司产品；无水乙醇、甲醇、糠醛(C5H4O2)、

硝基苯(C6H5NO2)，天津河东区红岩试剂厂产品。以上试剂均为分析纯。

1.2催化剂制备

采用化学还原法制备NiB催化剂。取0.5mol/LNiCl2溶液4.00mL于三颈烧瓶

中，将KAl(SO4)2和NaOH固体按n(KAl