負(fù)載型納米鎳催化劑的制備及其加氫性能研究.pdf

1、對(duì)硝基苯酚液相催化加氫法合成對(duì)氨基苯酚具有收率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，是制取對(duì)氨基苯酚的一條有效的工藝路線。因此研制和開發(fā)性能優(yōu)良的加氫催化劑具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。負(fù)載型納米鎳催化劑以其價(jià)廉易得和活性高等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用于多種化合物的氣相加氫反應(yīng)中并展現(xiàn)出很好的催化性能，但迄今為止其在對(duì)硝基苯酚加氫還原上的應(yīng)用卻少見。為此開發(fā)對(duì)對(duì)硝基苯酚加氫反應(yīng)具有高活性、高選擇性和長(zhǎng)壽命的負(fù)載型納米鎳催化劑是本課題的研究重點(diǎn)。
　　 本

2、論文以水合肼為還原劑采用二次誘導(dǎo)化學(xué)鍍法設(shè)計(jì)和制備了一系列負(fù)載型納米鎳催化劑。利用XRD、TEM和活性評(píng)價(jià)等研究方法系統(tǒng)地考察了載體、鍍液組分、制備條件等因素對(duì)納米鎳催化劑物化性質(zhì)和反應(yīng)性能的影響，得到二次誘導(dǎo)化學(xué)鍍法制備負(fù)載型納米鎳催化劑的最佳條件范圍：
　　 a.[N2H4]/[Ni2+]比例：2.5～10
　　 b.氫氧化鈉的加入量：0.3 g～0.5 g
　　 c.鍍液體積：100 ml～200 ml

3、r>　　 d.反應(yīng)溫度控制在：70℃～80℃
　　 e.第一步鍍NiB負(fù)載量：1.0％～1.5％
　　 在優(yōu)化化學(xué)鍍條件的前提下，制備出了平均粒徑為10 nm且粒徑分布均勻、分散度高的納米鎳顆粒。
　　 研究表明，形狀規(guī)則，且比表面積大的載體有利于形成分散均勻、粒徑小的納米鎳顆粒。TiO2比表面積大且形狀規(guī)則，所以活性組分Ni分散度高，粒徑小且分布均勻。MgO溶于熱水生成Mg（OH）2白色沉淀，沒有規(guī)則的幾何外

4、形，Ni晶粒團(tuán)聚成球且邊緣呈刺狀，團(tuán)聚體尺寸在80～100 nm之間；SiO2在堿性條件下生成了硅酸鈉溶膠，得到的納米鎳晶粒團(tuán)聚在一起，且硅酸鈉覆蓋在活性組分表面上，催化劑只有烘干后才能顯示活性。
　　 以TiO2為載體，通過TEM觀察Ni的生成以及形態(tài)，初步探討了二次誘導(dǎo)化學(xué)鍍法制備負(fù)載型納米鎳催化劑的生成機(jī)制。發(fā)現(xiàn)高的還原速率有利于形成單分散的納米顆粒。
　　 與Ni/TiO2（NiP）、NiB/TiO2相比，本文研

5、究的Ni/TiO2由于鎳晶粒小、不團(tuán)聚，可以暴露更多的活性位，所以體現(xiàn)出了更高的催化活性。
　　 負(fù)載型納米鎳催化劑具有比骨架鎳更高的催化選擇性和穩(wěn)定性，負(fù)載型納米鎳催化劑催化對(duì)硝基苯酚加氫制備對(duì)氨基苯酚轉(zhuǎn)化率和選擇性都能達(dá)到100％。而骨架鎳由于反應(yīng)過程中除對(duì)硝基加氫外還對(duì)苯環(huán)加氫，使得選擇性低于納米鎳。負(fù)載型納米鎳在不補(bǔ)加催化劑的情況下至少可以套用十次，且可保持初始活性不下降。
　　 本文對(duì)甘油催化氫解制備二元醇進(jìn)行