负载型镍催化剂的制备
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科技论文检索与写作作业
——负载型镍催化剂的制备
一、制备的目的和意义
1. 了解并掌握负载型金属催化剂的原理和制备方法。
2. 制备一种以金属镍为主要活性组分的固体催化剂。
意义:催化剂在现代化学工业中占有重 要地位。镍基催化剂是一种常用的经典催化剂,具有催化活性高、稳定性好和价格较低等优点,已被广泛应用于加氢、脱氢、氧化脱卤、脱硫等转化过程。
二、制备方法、
1.一种负载型镍催化剂的制备方法,其特征在于,具体包括如下步骤:(1)按钛酸丁酯与无水乙醇体积比为1:1.5~1:3的比例将钛酸丁酯与无水乙醇混合,强力搅拌后得到混合溶液,按无水乙醇与醋酸的体积比为10:1~30:1的比例在混合溶液中加入醋酸形成溶液A;(2)按去离子水与无水乙醇的体积比为1:5~1:10的比例将去离子水与无水乙醇混合得到混合溶液,在混合溶液中加入稀盐酸或稀硝酸调节混合溶液的pH为2~5得到溶液B;(3)按溶液B与溶液A的体积比为1:1~1:4的比例将B溶液加入到A溶液中,然后按钛酸丁酯和十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比为1:0.05~1:0.3的比例加入十六烷基三甲基溴化铵形成钛溶胶;(4)按γ‑Al2O3和钛酸丁酯的摩尔比为1:0.05~1:0.8的比例在步骤(3)中得到的钛溶胶中加入γ‑Al2O3,然后按钛酸丁酯与去离子水的体积比为1:0.5~1:2的比例加入去离子水,静置1~5h后干燥、焙烧得到TiO2‑Al2O3复合载体;(5)将TiO2‑Al2O32
复合载体于浓度为0.05~1mol/L的硝酸镍水溶液中浸渍4~24h,充分搅拌后干燥、焙烧、通氢还原,得Ni/TiO2‑Al2O3负载型镍催化剂。
2.一种用于氨分解制氢的负载型镍催化剂,活性组分为Ni,载体为氧化硅、氧化铝或氧化钛;活性组份的质量百分含量为1-50%。其制备步骤为:将可溶性镍盐、pH值调节剂、沉淀剂、载体以及去离子水配成悬浊液;悬浊液加热至70-110℃沉积60-300分钟;上述悬浮液降至20-30℃后并过滤,水洗涤、过滤;在80-120℃干燥18-24小时,400-900℃焙烧2-6小时;在氢气气氛,或者氢气和氦气的混合气气氛中,于400-900℃活化3-5小时,还原制成负载型纳米镍催化剂。本发明催化剂对氨分解反应具有较高的活性,可以应用于氨分解制不含COx氢气的工艺,还可用于各种含氨气体的净化处理过程。
3.一种用于浆态床甲烷化负载型镍基催化剂重量百分比组成为:NiO?10-40wt%;载体 56-90wt%;助剂为0-4wt%。配制浓度为0.5~1.3g/ml的硝酸镍与助剂的可溶性盐溶液,依次向其中加入催化剂载体和可溶性有机燃料,搅 拌条件下浸渍6-24h,浸渍结束后将溶液于60-90℃水浴条件下加热浓缩,或直接在300-700℃加热点燃,将燃烧后余下粉末收集,研磨,造粒,在 固定床500-700℃用还原气进行还原2-6h,即得到负载型镍基催化剂。本发明具有浆态床甲烷化工艺,且催化性能稳定好,可大规模工业化的优点。
4.一种用于α-蒎烯加氢反应负载型镍催化剂的制备方法和应用,该负载型镍催化剂的制备工艺步骤包括:在钛酸丁酯中加入无水乙醇后强力搅拌,然后加入醋酸,充分搅拌形成溶液A;将去离子水与无3
水乙醇混合后调节pH值得到形成溶液B;把B溶液滴加到A溶液中,加入十六烷基三甲基溴化铵搅拌形成钛溶胶;在钛溶胶中,加入γ-Al2O3与去离子水,充分搅拌,静置、干燥、焙烧得到复合载体;将复合载体在硝酸镍水溶液中浸渍后充分搅拌,干燥、焙烧、通氢气还原处理后得到Ni/TiO2-Al2O3负载型催化剂;本发明所述负载型镍催化剂用于α-蒎烯加氢反应,工艺流程简单,催化剂用量少,α-蒎烯转化率高,顺式蒎烷选择性好。
5.一种用于糠醇加氢中的高选择性、高活性负载型镍催化剂的制备方法,先将在500℃下焙烧过的一定量氧化铝粉末浸 渍在0.2g/mL硝酸镍水溶液中,然后在红外灯烘烤下不断搅拌此混合物,直至水分蒸发干。浸渍后的氧化铝先在110℃下烘干8h,尔后置于马福炉中于500℃下焙烧8h。将制得的催化剂研磨至粒度为0.149~0.074mm的粉末,置于管式炉中在450℃及2L/(g·h)的氢气流中还原8h,还原后的催化剂在氢气流中冷却至室温后保存在干燥的氮气流中备用。慢慢向焙烧过的载体中滴加硝酸镍溶液,直至载体被完全润湿,然后将浸渍过的载体干燥、焙烧,再进行第二次浸渍—干燥—焙烧,重复以上步骤直到所需的硝酸镍溶液完全浸渍完毕。用WCT-2型微机控制的热重差热装置测定催化剂的还原特性。测定条件:升温速率为5℃/min,氢气流速为20mL/min。在日本理学D/MAX-ⅢA型衍射仪上进行催化剂的X-射线衍射分析,采用CuKα靶。用ASAP-2010型吸附脱附仪测定催化剂的BET表面性质,载气为氮气。在一个带有搅拌器和1mL取样管的0.5L不锈钢高压釜中进行糠醇的液相加氢反应。如果不予特别说明,反应4
条件如下:催化剂为一次浸渍法制备的59%Ni/Al2O3催化剂,糠醇中催化剂的浓度为10g/L,反应温度为130℃,压力为4.0MPa,反应 时间为4h,搅拌速度为1000r/min。在高压釜中加入一定量的糠醇并在氮气保护下加入一定量还原后的催化剂,高压釜要密闭,用氢气试漏并吹扫3次,再充入一定压力的氢气,然后进行搅拌和加热。当达到反应温度时开始记录反应时间,反应过程中不断补充氢气,每隔一定时间经取样管取出1mL样品。待达到预定的反应时间后将样品冷却至室温,取出反应物料,离心除去催化剂后对反应物料进行分析。采用Varian3800型气相色谱仪对反应产物进行分析,检测器为FID,色谱柱为0.5mm×30mmHPCB-5毛细管柱。在JEOLJSM235型GC-MS分析仪上进行GC-MS分析,EI源,电离电压为13kV。在带有一个2cm×1.4m填充蒸馏柱(理论板数为30~40)的精密蒸馏装置中进行样品的蒸馏,真空度为97.325~98.658MPa,四氢糠醇馏分的切取温度为100~105℃。
三、讨论总结
金属组分负载在载体上的催化剂,用以提高金属组分的分散度和热稳定性,使催化剂有合适的孔结构、形状和机械强度。大多数负载型金属催化剂是将金属盐类溶液浸渍在载体上,经沉淀转化或热分解后还原制得。制备负载型金属催化剂的关键之一是控制热处理和还原条件。
活性组分及助催化剂均匀分散,并负载在专门选定的载体上的催化剂。贵金属催化剂制成负载型后,可提高其分散度(金属暴露在晶粒表面的原子数与总的金属原子数之比),减少用量。载体可提供有5
效的表面和适宜的孔结构,使活性组分的烧结和聚集大大降低,并增强厂催化剂的机械强度。载体有时还能提供附加的活性中心(如双功能催化剂)通过活性组分与载体之间的溢流和强相互作用,可具有不同的活性
在选择和设计金属催化剂时,常考虑金属组分与反应物分子间应有合适的能量适应性和空间适应性,以利于反应分子的活化。然后考虑选择合适的助催化剂和催化剂载体以及所需的制备工艺,并严格控制制备条件,以满足所需的化学组成和物理结构,包括金属晶粒大小和分布等。除贵金属外,还原态的金属催化剂均极为活泼,易于被氧化。催化剂生产厂为了贮运的方便,多以氧化物状态提供商品(见表),用户经活化处理或在使用过程中才还原成金属状态。活化的方法、条件十分重要(见催化剂使用)。有些催化剂生产厂也提供某些预还原的氨合成用的铁催化剂,以缩短用户的开工期,并保证催化剂的使用特性。
对第5种方案进行的总结如下:(1)镍负载量在20%~60%的Ni/Al2O3催化剂对糠醇加氢具有较高的催化活性,采用多次浸渍法可明显提高催化剂的活性和选择性。 (2)在缓和的反应条件下(液相中催化剂浓度为10g/L,温度为170,压力为5~6MPa,停留时间为4~4.5h,搅拌速度为1000r/min),糠醇完全加氢转化,四氢糠醇收率达95%~96%,选择性达96%~98%。糠醇加氢产物经减压蒸馏后,可以得到90%以上的四氢糠醇馏分,纯度大于99%。 (3)糠醇加氢制高纯度四氢糠醇具有实现四氢糠醇工业化生产的可行性。
粉末模压法制备甲烷部分氧化制合成气反应镍金属催化剂
28 天然气化工 2006年第31卷
粉末模压法制备甲烷部分氧化制合成气反应镍金属催化剂
王嵩林 ,刘宗章,张敏华,姜浩锡
(天津大学 石油化工技术开发中心,天津 300072)
摘要:普通的负载型镍基催化剂,在甲烷部分氧化制合成气反应条件下,存在活性组分易烧结、易流失等缺陷。本文采用 粉末模压法制备金属镍催化剂,并研究了催化剂的制备条件及其影响因素。制备的催化剂体现了良好的催化活性,在原料气 配比, (CH4)/n(02):2.0、反应温度950℃、空速1.4×10 h 时,CI-h转化率为89.64%、02几乎完全反应,}{2和CO选择 性分别为82.71%和88.90%。 关键词:粉末模压;整体型镍催化剂;甲烷部分氧化;合成气 中囤分类号:TQ 426.81 文献标识码:A 文章编号:1001—9219[2006)04.28—04
天然气制合成气生产工艺的改进和开发是天然
气化工领域重要的研究课题。近年来,甲烷部分氧 化反应制合成气生产工艺因其具有能耗低、H2和
CO选择性高、产物,z(H2)/n(C0)比值接近于2等 优点而引起人们的广泛的重视。镍基催化剂因其具
有与贵金属催化剂相当的催化活性而引起广大研究 工作者的注意,有关反应机理、反应条件、催化剂等
的研究很多,并取得了很大进展。然而,Ni基催化
剂在高温下积炭、烧结、活性组分易流失等失活现象
严重,因此能否开发出反应性能好的Ni基催化剂是 其能否实现工业化的关键。
与负载型等常用催化剂相比,非负载型金属催
化剂的研究相对较少。但因其以纯金属作为催化剂 主体,可以有效地防止催化剂因活性组份流失而失
活,同时可以提供更多的活性中心位,仍然有很多研 究者对非负载型金属催化剂进行了研究。整体型的
金属催化剂具有低压力降,单位反应器体积比表面 积大,催化效率高和放大效应小等优点。 王亚权…将Oo.8mm的Ni金属球烧结制成
《z)0.7nun×10mm整体型催化剂用于甲烷部分氧化
负载型复合载体及其镍基催化剂的性能
第23卷第6期 2006年11月 精细石油化工 SPECIAI IrrY PETROCHEMICALS
负载型复合载体及其镍基催化剂的性能
欧阳燕 罗来涛 李 凝 (南昌大学化学系,南昌江西330031)
摘要:采用溶胶一凝胶法制备了负载型ZrO /AIz0 和ZrOz/A12O SiOz复合载体,研究了不同复合载体对Ni 基催化剂CO 重整甲烷反应和性能的影响,并用XRD、IR、TPR、TPD和BET等方法对复合载体及催化剂进 行r表征。结果表明,ZrO。负载在基载体后比表面积、碱性、活性组分Ni的分散度和Ni与ZrO2的相互作用 增大。NiO在复合载体表面的分散容量与ZrO 的负载量有关,ZrOz的负载量为37.5 时NiO的分散容量 达最高值(24.0 )。与Ni/ZrO。相比,Ni/ZrO /A1 0。一SiO 和Ni/ZrOz/A1zO。催化剂对CO2的吸附能力增 大,CO 吸附量增加,酸强度降低,CO:重整CH 反应活性提高,其中以Ni/ZrOz/A12Os催化剂的活性最好。 关键词:=氧化锆纳米复合载体二氧化碳重整甲烷 中图分类号:TQ426 文献标识码:A
C0 重整CH 产生的合成气[ (H )/v
(c0)≈1]可直接作为羰基合成及费托合成的原
料,弥补了甲烷水蒸气重整生产合成气中氢碳比
较高[ (H:)/v(CO)≥3]的缺点。负载型Ni催 化剂有较高的活性,然而大多数Ni催化剂因易积
炭而失活…。ZrO 是一种性能优良的载体 ,
以纳米ZrO 为载体制备的高镍催化剂对COz重 整CH 反应有较好的催化效果,但ZrO 的比表
面积小以及价格高于传统的氧化物载体(A1 O。、 SiO ),因此,将ZrO 以纳米粒子的形式负载在
比表面积大的基载体上既可发挥基载体的比表面
积大、热稳定性好和适宜的孔分布等优点,又可发
挥ZrO 载体的优良性能,有利于活性组分的分 散和催化剂活性的提高。ZrO 单层分布在基载
镍基催化剂的制备及其催化产氢性能的研究进展
镍基催化剂的制备及其催化产氢性能的研究进展
摘要:本文介绍了镍基催化剂的常用制备方法以及贵金属改性镍基催化剂的研究进展,研究结果显示催化剂的形貌、载体等因素对其分解产氢的性能有重要影响。
关键词:镍基催化剂;水合肼;产氢;催化性能
Progress in preparation of nickel-based catalysts and their
catalytic performance for hydrogen production
Abstract: The common preparation methods of nickel-based catalysts
and the research progress of noble metal modified nickel-based
catalysts are introduced in this paper. The results show that the
morphology and support of the catalyst have an important impact on its
performance of decomposition and hydrogen production.
Keywords: Nickel-based catalyst; hydrazine hydrate; hydrogen
production; catalytic properties
引言
近年来,由于空气污染的加剧和全球气候的变化,氢气作为一种清洁能源越来越受到大家的广泛关注[1]。常见的化学储氢材料有:水合肼、氨硼烷、肼硼烷、硼氢化钠、甲酸等高含氢化合物,利用上述材料制氢拥有氢密度高、潜在风险低、化学性质稳定、易于运输等诸多优点[2]。其中,水合肼中氢的含量相对较高(8.0wt%),在较大的温度范围内为液态,为原材料的贮存和运输提供方便,因此被认为是极具应用前景的储氢材料。水合肼的催化分解可分为完全分解和不完全分解两个过程[3],其中,完全分解产物只有氢气和氮气,对环境没有二次污染,但是不完全分解过程会生成氨气,产生二次污染的同时,对催化剂也有毒害作用。
负载型金属催化剂催化硼氢化钠水解制氢的研究进展
负载型金属催化剂催化硼氢化钠水解制氢的研究进展
目录
一、硼氢化物水解制氢概述....................................2
1.1 硼氢化物水解制氢原理.................................3
1.2 硼氢化物水解制氢的特点与优势.........................4
二、负载型金属催化剂在硼氢化物水解制氢中的应用..............4
2.1 负载型金属性能及其在催化反应中的作用.................6
2.2 Rh负载型催化剂在硼氢化钠水解制氢中的应用.............7
2.3 Pd负载型催化剂在硼氢化钠水解制氢中的应用.............8
2.4 Cu/ZnO负载型催化剂在硼氢化钠水解制氢中的应用.........9
2.5 Ni/α-Al2O3负载型催化剂在硼氢化钠水解制氢中的应用....10
三、负载型催化剂的制备方法及评价指标.......................11
3.1 负载型催化剂的制备方法..............................12
3.1.1 浸渍法..........................................14 3.1.2 共沉淀法........................................15
3.1.3 物理混合法......................................17
3.1.4 其他方法........................................18
3.2 负载型催化剂的评价指标..............................19
四、硼氢化钠水解制氢催化反应机理...........................20
纳米羟基磷灰石负载镍甲烷干重整催化剂的载体形貌效应
DOI: 10.1016/S1872-5813(23)60332-9
纳米羟基磷灰石负载镍甲烷干重整催化剂的载体形貌效应
王彦博 ,贺 雷* ,李文翠*
(大连理工大学化工学院 精细化工国家重点实验室 辽宁省低碳资源高值化利用重点实验室, 辽宁大连 116024)
摘 要:本研究通过对羟基磷灰石(HAP)的形貌调控,得到表面Ca、O、P分布不同的纳米棒状、片状和线状的HAP载体,
负载1.25%的活性组分镍后,得到Ni/HAP-R、Ni/HAP-S和Ni/HAP-W催化剂进行甲烷干重整性能研究。其中,Ni/HAP-
R催化剂表现出最优的活性和抗积炭性能。利用XRD、氮吸附-脱附、FT-IR、XPS及CO2-TPD,对催化剂晶相结构、电子
性质及表面酸碱性进行表征,证实棒状HAP具有最高的比表面积,有利于Ni的分散锚定,因此,活性最佳。且棒状
HAP表面富Ca–O–P碱性位点,能够有效活化CO2,促进积炭消除。TPSR实验进一步证实Ni/HAP-R催化剂上甲烷的深
度裂解生成积炭的过程受到抑制,且在CO2存在时能够迅速转化为CO和H2,因此,具有良好的抗积炭性能。该研究为高
稳定负载型催化剂的设计合成提供了新的思路。
关键词:羟基磷灰石;镍;甲烷干重整;形貌效应
中图分类号: O643.3 文献标识码: A
Morphology effect of nano-hydroxyapatite as support for loading Ni
in methane dry reforming
WANG Yan-bo ,HE Lei* ,LI Wen-cui*
(State Key Laboratory of Fine Chemicals, Liaoning Key Laboratory for Catalytic Conversion Carbon Resources, School of
Chemical Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China)
负载型骨架镍催化剂催化轻质石脑油加氢脱苯
负载型骨架镍催化剂催化轻质石脑油加氢脱苯
杨雪;高凯丽;徐新;罗国华
【摘 要】The hydrogenation performance of supported Raney nickel
catalysts for hydrogenation of light naphtha was investigated in order to
meet the strict requirements of benzene contents in solvent oil.The effects
of reaction temperatures,reaction pressure,space velocity and volume ratio
of hydrogen to oil on hydrogenation reaction of light naphtha were
investigated.The results showed that the conversion of benzene reached
99% under the optimum condition as follows:reaction temperature
140 ℃,reaction pressure 0.2 MPa,space velocity 2 h-1 and volume ratio of
hydrogen to oil 120.%针对当前对溶剂油中苯含量的严格要求,研究负载型骨架镍催化剂在轻质石脑油加氢脱苯反应过程中的加氢性能,并考察反应温度、反应压力、空速以及氢油体积比等对轻质石脑油加氢脱苯反应的影响.结果表明,骨架镍催化剂具有较高的低温加氢活性,适宜条件为:反应温度140 ℃,反应压力0.2 MPa,空速2
h-1,氢油体积比120,此条件下,苯转化率达到99%.
【期刊名称】《工业催化》
【年(卷),期】2017(025)004
负载型镍催化剂
负载型镍催化剂
负载型镍催化剂是一种重要的催化剂,在多个领域具有广泛的应用。本文将从催化剂的定义、负载型镍催化剂的特点、合成方法、应用以及未来发展方向等方面进行探讨。
一、催化剂的定义
催化剂是指在化学反应中,通过降低反应活化能,促进反应速率但本身不参与反应的物质。催化剂可以提高反应产率、降低反应温度和压力、改善产品选择性等。催化剂广泛应用于化工、能源、环保等领域。
负载型镍催化剂是将镍(Ni)负载于一种载体上的催化剂,常见的载体有氧化铝、硅胶、硅铝酸盐等。负载型镍催化剂具有以下特点:
1. 高催化活性:负载型镍催化剂具有较高的催化活性,能够有效促进化学反应的进行。
2. 良好的稳定性:负载型镍催化剂能够在较高温度和压力下保持较好的稳定性,延长催化剂的使用寿命。
3. 可调控性强:通过调节载体的性质和镍的负载量,可以有效控制负载型镍催化剂的催化性能,满足不同反应的需求。
4. 成本低廉:镍是地壳中丰富的资源之一,负载型镍催化剂具有较低的制备成本,适用于大规模生产。
三、负载型镍催化剂的合成方法 负载型镍催化剂的合成方法多种多样,常见的方法有浸渍法、共沉淀法、溶胶凝胶法、离子交换法等。
1. 浸渍法:将载体浸渍于含有镍阳离子的溶液中,经过干燥和还原处理得到负载型镍催化剂。
2. 共沉淀法:将载体和镍盐一起溶解在适当的溶液中,通过调节pH值和温度,使得镍盐共沉淀在载体上,经过干燥和还原处理得到负载型镍催化剂。
3. 溶胶凝胶法:将载体和镍盐一起溶解在适当的溶液中,通过溶胶凝胶过程形成胶体,经过干燥和煅烧得到负载型镍催化剂。
4. 离子交换法:通过将载体浸泡在含有镍盐的溶液中,利用离子交换作用,使得镍离子被载体吸附,经过干燥和还原处理得到负载型镍催化剂。
四、负载型镍催化剂的应用
负载型镍催化剂在多个领域都有广泛的应用,以下列举几个典型的应用领域:
1. 化学反应催化剂:负载型镍催化剂在氢化反应、氧化反应、烷基化反应等化学反应中具有重要的应用,能够提高反应速率、改善产率和选择性。
《CeO2负载镍基催化剂的制备及其催化甲烷二氧化碳重整反应性能研究》
《CeO2负载镍基催化剂的制备及其催化甲烷二氧化碳重整反应性能研究》
一、引言
随着全球能源需求的增长和环境保护意识的提高,寻找高效、环保的能源转化技术已成为科研领域的重要课题。甲烷与二氧化碳的重整反应(CO2 reforming of methane, DRM)是一种重要的能源转化过程,其能够产生合成气(H2和CO),具有很高的能源利用价值。该过程涉及到的催化剂在反应过程中起到关键作用。本文着重研究了CeO2负载镍基催化剂的制备及其在甲烷二氧化碳重整反应中的性能。
二、CeO2负载镍基催化剂的制备
制备CeO2负载的镍基催化剂的过程包括几个主要步骤。首先,需要选择合适的载体(如CeO2)和活性金属(如镍)。载体CeO2因其良好的储氧能力和促进氧化还原反应的特性,常被用于催化剂的制备。活性金属镍则因其对甲烷和二氧化碳的催化活性而备受关注。
在制备过程中,我们采用浸渍法将镍盐溶液浸渍在CeO2载体上,随后进行干燥和煅烧处理。这样就能在CeO2载体上成功负载上镍基活性组分。这种制备方法不仅操作简单,而且可以通过控制浸渍时间、浓度等参数来调整催化剂的组成和结构。
三、催化剂的表征与性能评价 我们采用多种表征手段对制备的催化剂进行了分析,包括X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等。这些分析手段能够帮助我们了解催化剂的晶体结构、形貌和元素分布等信息。
性能评价方面,我们主要考察了催化剂在甲烷二氧化碳重整反应中的活性、选择性和稳定性。通过改变反应条件(如温度、压力等),我们能够了解催化剂在不同条件下的性能表现,从而为优化催化剂的制备提供依据。
四、甲烷二氧化碳重整反应性能研究
在甲烷二氧化碳重整反应中,我们发现在CeO2负载的镍基催化剂上,反应表现出较高的活性和选择性。这主要归因于CeO2的储氧能力和促进氧化还原反应的特性,以及镍基活性组分对甲烷和二氧化碳的催化作用。此外,我们还发现通过调整催化剂的制备条件和反应条件,可以进一步优化催化剂的性能。
甲醇气相羰基化新型镍催化剂的研究 Ⅰ.酚醛树脂基活性炭负载镍催化剂的制备
第3期 王云海等:甲醇气相羰基化新型镍催化剂的研究 5
王云海,赵景联 (西安交通大学环境工程系。西安710049)
摘要:制备了酚醛树脂基活性炭(PHAC)负载镍型催化剂,研究了催化剂制备条件对催化活性的影响,结果表明催化 剂还原温度、镍的负载量、酚醛树脂的炭化升温速率对催化剂活性影响较大,在还原时间lh,还原温度623K,固化剂加 量、填料加量、发泡剂加量分别占酚醛树脂质量分数的16%、15%、8%,固化温度423K,炭化温度873K,镍负载量7%的 条件下,炭化升温速率为4K/min时,制得的催化剂活性最高。羰基化产物总收率可达到54.1%,甲醇转化率可达 93.8%。 关键词:甲醇;镍乙酸;酚醛树脂基活性炭(PHAC) 中图分类号:0643.3 文献标识码:A 文章编号:1001—9219(2002)03—05—04
0引言 1实验部分
60年代末由Monsanto公司开发的铑系均相 催化剂是迄今为止在乙酸工业生产上应用最成
功、研究最为广泛深入的一类甲醇羰基化反应催 化剂…,该催化剂虽然具有反应条件温和、选择
性好等优点,但是在反应中需加入碘甲烷以保持 催化剂的稳定性,所以该工艺对设备的耐腐蚀性
能要求很高,而且金属铑的价格也比较昂贵。因 此近年来国内外学者都致力于气相法工艺实现甲
醇羰基化制备乙酸,并以廉价的过渡金属镍来代 替铑作为主体催化剂,其中有些已取得了一定的 进展[2,3l。
镍作为主体金属催化气相甲醇羰基化合成乙 酸是近年来研究的热点之一,作为气相催化剂,载 体的选择也是催化剂性能的关键环节。树脂基活
性炭作为一种新型的碳素材料,它的孔结构发达 且刚性好、通过改性还有良好的导热性H],这些
优点使它很可能代替一般的活性炭应用在负载型
催化剂的制备中。为此本文采用这种新型的酚醛
树脂基活性炭(PHAC)为载体负载镍制成了一种 新型的催化剂,并对催化剂制备条件及气相催化 甲醇羰基化的性能进行了研究。
zif-8 负载镍铜双原子催化剂
负载镍铜双原子催化剂
一、概述
在过去几十年间,贵金属催化剂一直被广泛应用于电化学和催化领域。然而,贵金属催化剂的高成本和稀缺性限制了它们在大规模工业生产中的应用。研究人员一直在寻找替代品,其中负载镍铜双原子催化剂已经成为备受关注的研究领域。
二、负载镍铜双原子催化剂的制备方法
负载镍铜双原子催化剂的制备方法包括物理法、化学法和物理化学合成法等几种。其中,物理化学合成法是目前应用最为广泛的一种方法。将镍铜合金粉末与载体材料进行混合,然后通过高温煅烧使镍铜原子与载体材料形成均匀分布的双原子团团。通过临界温度和压力处理,得到负载镍铜双原子催化剂。
三、负载镍铜双原子催化剂的特性
1. 结构特性:负载镍铜双原子催化剂的结构呈现出高度均匀分布的双原子团团,具有较大比表面积,从而提高了其催化活性。
2. 电化学特性:负载镍铜双原子催化剂在电催化反应中表现出优异的性能,例如氢氧化、氧还原和氢化反应等。
3. 稳定性特性:负载镍铜双原子催化剂具有较高的结构稳定性和循环稳定性,可在长时间使用过程中保持催化活性。
四、负载镍铜双原子催化剂在能源领域的应用
1. 燃料电池:负载镍铜双原子催化剂的优异电化学性能使其成为燃料电池阳极催化剂的理想选择。研究表明,负载镍铜双原子催化剂在氢氧化反应中具有良好的催化活性和稳定性,可大幅降低燃料电池成本。
2. 电解水制氢:负载镍铜双原子催化剂可作为电解水制氢的催化剂,具有较高的氢气产率和较低的电解反应能耗。与传统贵金属催化剂相比,其制氢效率提高了近50。
3. 可再生能源储能:负载镍铜双原子催化剂还可应用于可再生能源储能领域,例如太阳能电池和风能电池。
五、负载镍铜双原子催化剂的未来展望
在当今能源危机和环境污染问题日益严峻的背景下,负载镍铜双原子催化剂将在未来能源转型中扮演重要的角色。但同时也要注意其在交叉学科领域的研究与应用,在不断优化其催化性能的基础上,通过多学科的合作,更好地解决当今世界面临的能源和环境问题。
