以壳聚糖为介质的Ni-B非晶态合金/膨胀石墨的制备及其催化加氢性能

以膨胀石墨担载壳聚糖,采用金属诱导化学镀法制备了负载型Ni-B非晶态合金催化剂.通过X射线衍射、电感耦合等离子体发射光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和选区电子衍射等技术研究了壳聚糖对Ni-B催化剂非晶性质、组成、形貌、粒径及分散度的影响.以环丁烯砜加氢制环丁砜和对氯硝基苯加氢制对氯苯胺为探针反应,考察了壳聚糖对负载型Ni-B非晶态合金催化剂催化性质的影响,讨论了壳聚糖用量及水溶性壳聚糖的相对分子质量对催化剂性质的影响.结果表明,壳聚糖介质的引入能够提高活性组分的分散度,减小活性组分的粒径,从而明显提高了催化剂的催化加氢活性.当壳聚糖在载体表面形成单层分散时催化剂活性最高.分子质量相对较低的水溶性壳聚糖有利于生成粒径小、分散性好和催化活性高的Ni-B非晶态合金催化剂.     

壳聚糖表面修饰的SiO2负载Ni-B非晶态合金的制备及催化性能

以壳聚糖(CS)对SiO2进行表面修饰, 采用浸渍还原法制备了负载型Ni-B非晶态合金催化剂(Ni-B/CS/SiO2), 并采用XRD、FTIR、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)、BET、XPS、TEM、SAED等表征方法研究了催化剂的非晶性质、原子组成、尺寸分布及粒径大小等. 考察了催化剂对糠醇加氢制四氢糠醇反应的催化性能, 并与没有壳聚糖修饰的Ni-B/SiO2催化剂及Raney Ni催化剂进行了对比. 结果表明, 加入壳聚糖制得的Ni-B/CS/SiO2催化剂的活性组分Ni-B团簇粒径更小, 表面活性组分浓度更高, 催化活性更高.     

超声波辅助化学镀制备Ni-B/MgO催化剂及其催化加氢性能

 在超声波条件下,利用金属诱导化学镀法制备了系列非晶态Ni-B合金和负载型Ni-B/MgO催化剂,并采用电感耦合等离子体发射光谱、 X射线衍射、透射电镜、选区电子衍射和扫描电镜等手段进行了表征,考察了超声波对MgO上Ni-B形貌、组成和分散度的影响; 以环丁烯砜加氢制环丁砜为探针反应,考察了Ni-B/MgO的催化性能. 结果表明, Ni-B的非晶态结构不受超声波影响. 制备过程中,超声波的引入能够提高活性组分的分散性,改善活性组分的粒径,催化剂的催化加氢性能得到明显改善. 超声波辅助金属诱导化学镀Ni-B/MgO催化剂的最佳输出功率为80 W, 制备温度为50 ℃.     

负载型Ni-B非晶态合金催化剂的表征及催化性能

采用ICP,XRD,DSC,BET,SEM和TEM等技术对负载型Ni-B非晶态合金催化剂进行了表征,研究了这类催化剂对乙烯中微量乙炔的选择加氢性能.结果表明,在负载型非晶态合金催化剂中,Ni-B以超细微粒的形式分散在载体上,但在不同载体上的分散度不同.通过载体的引入,提高了非晶态合金的热稳定性,阻止了超细Ni-B的聚集.负载型非晶态合金催化剂对乙烯中微量乙炔的选择加氢表现出优良的催化性能.     

负载型镍基非晶态催化剂催化氯代硝基苯加氢合成氯代苯胺

分别以碳纳米管(CNTs), SiO_2, TiO_2, γ-Al_2O_3, TiO_2-SiO_2和活性炭(AC)为载体(M),以Ni和B为活性组分,采用浸渍-化学还原法制备了一系列负载型Ni-B非晶态合金催化剂(Ni-B/M).采用电感耦合等离子体光谱(ICP), XRD, TEM和DSC研究了Ni-B/CNTs的非晶性质,Ni的担载量及其热稳定性.将Ni-B/M用于催化三种氯代硝基苯液相加氢合成氯代苯胺的反应.结果表明,Ni-B/M在反应中表现出较高的活性和良好的选择性,其中Ni-B/CNTs可使三种氯代硝基苯的转化率均高于99.8%,加氢脱氯率小于3%.讨论了CNTs和Ni-B之间的相互作用对催化剂性能的影响.     

壳聚糖修饰的NiB非晶态合金的制备及表征

以壳聚糖(CS)为稳定剂, 采用化学还原法制备了非负载型NiB非晶态合金催化剂(NiB-CS); 并用 X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)等表征方法研究了催化剂的非晶性质、原子组成及粒径大小等. 考察了催化剂对糠醇加氢制四氢糠醇反应的催化性能, 并与没有壳聚糖保护的NiB催化剂进行了对比. 结果表明, 加入壳聚糖制得的NiB-CS催化剂的活性组分NiB粒径更小, 表面活性组分浓度更高, 催化活性更高.     

前驱体干燥法对非晶态Ni-B/γ-Al2O3催化剂性能的影响

将非晶态合金负载于大比表面积多孔氧化物载体上既可保留非晶态合金特有的结构和性质, 又能降低非晶态合金粒子的表面能, 提高催化剂的热稳定性[1～6]. 迄今为止, 绝大多数负载型非晶态催化剂的前驱体均以盐溶液浸渍载体后于110 ℃一步烘干获得. 但用该法制得的前驱体经还原后的活性比表面积和活性组分的分散度较低, 导致催化剂的效率不高. 本文设计了两步干燥法, 制得的负载型非晶态Ni-B/γ-Al2O3催化剂用于液相苯加氢制备环己烷. 结果表明, 两步干燥法提高了载体表面非晶态活性组分的分散度. 与传统的一步干燥法制备的催化剂相比, 催化剂的热稳定性及其在苯加氢反应中的催化活性大大提高.     

乙腈液相选择性加氢中Ni-B非晶态合金和Raney Ni催化性能的比较

以乙腈液相选择性加氢为目标反应，分别考察了超细Ni-B非晶态合金和Rancy Ni的催化性能，发现两者的质量比活性相似，但单位活性比表面积上前者的活性及对乙胺的选择性显著高于后者，乙胺的最高得率前者为67．6％后者为40％。通过催化剂的系统表征，结合考察乙腈加氢反应的动力学，从几何效应和电子效应两方面阐述了Ni-B非晶态合金催化性能与催化剂结构和表面电子态的关系。     

Ni-B非晶态合金催化剂用于卤代硝基苯液相加氢制卤代苯胺

 用化学还原法制备了Ni-B非晶态合金催化剂,并将其用于4种卤代硝基苯的液相加氢反应. 采用X射线衍射和透射电子显微镜研究了催化剂的非晶性质. 在373 K下处理2 h后催化剂保持非晶态结构,在773 K下处理2 h后催化剂完全晶化. 讨论了Ni-B非晶态合金催化剂的催化性能与其结构之间的关系,并与其它Ni基催化剂进行了比较. Ni-B非晶态合金催化剂不仅具有较高的催化活性,而且对卤代芳胺的选择性较高,脱卤率小于4%,优于其它Ni基催化剂.     

复合载体及其制备方法对非晶态Ni-B合金催化剂性能的影响

采用浸渍法及溶胶-凝胶法制备了TiO2-Al2O3复合载体,采用浸渍还原法制备了负载型非晶态Ni-B合金,以糠醛液相加氢制糠醇为探针反应考察了不同载体及复合载体的不同制备方法对非晶态Ni-B合金催化性能的影响.采用等离子发射光谱(ICP)、差示扫描量热法(DSC)、透射电镜(TEM)、H2化学吸附法、程序升温还原(TPR)和程序升温脱附(TPD)等技术研究了负载型非晶态Ni-B合金的负载量、合金组成、热稳定性、粒子大小和形态、活性表面积、还原性能以及吸附性能等.用N2吸附法测定了催化剂及载体的比表面和孔径.研究结果表明,与单一氧化铝载体相比,复合载体负载的Ni-B合金催化活性和选择性明显提高,浸渍法制备的TiO2-Al2O3复合载体负载Ni-B合金的催化性能优于溶胶-凝胶法.主要的原因为复合载体负载的催化剂中Ni含量更高,Ni-B粒子细化导致活性表面积更大,以及催化剂的还原及吸附性能发生改变.     

Ni-Co-B非晶态合金催化剂用于氯代硝基苯液相加氢制氯代苯胺

 用化学还原法制备了 Ni-Co-B 非晶态合金催化剂,并采用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、选区电子衍射、X射线衍射、X射线能谱和差热-热重分析等表征手段研究了催化剂的非晶性质和原子组成等. 将此催化剂用于邻氯硝基苯和 3,4-二氯硝基苯的液相催化加氢反应,结果表明,当Co/(Co+Ni)=0.5 (摩尔比)时, Ni-Co-B 催化剂具有较好的加氢性能和较高的抑制脱卤性能. 在不加脱卤抑制剂的情况下,两种氯代硝基苯的转化率均接近100%, 脱卤率分别为1.12%和0.42%, 优于使用 Ni-B 和 Co-B 非晶态合金催化剂时的结果. 还讨论了将Co引入到 Ni-B 非晶态合金催化剂时对其性能的影响.     

Hydrogenation of phenylpyruvic acid to phenylalanine catalyzed by Ni-B/SiO2

Phenylalanine （Phe） is a significant amino acid that cannot be synthesized by human themselves but must be taken from environment. It was initially found that the nanosized amorphous Ni-B/SiO2 alloy prepared by the chemical reduction method was an effective catalyst for the preparation of Phe from phenylpyruvic acid （PPA） by amination and hydrogenation. It has been found that the amorphous Ni-B/SiO2 alloy catalyst exhibits superior activity and selectivity to the traditional catalysts Raney Ni and Urushibara nickel. The effects of reaction time, amounts of catalysts and ammonia solution, reaction temperature, and H2 pressure on the reaction have been investigated systematically. The results indicated that the yield of Phe was 97.9%, and the selectivity for Phe reached 98.9% when the reaction was carried out for 3 h at 333 K and 2.0 MPa of H2 with m（Cat.） ： m（PPA） = 0.6 ： 1.0 and n（NH3） ： n（PPA） = 3 ： 1. The catalysts were characterized by XRD, AAS, XPS, BET, and TEM, and the relationship between the catalyst structure and the catalytic activity was discussed in detail. It was found that the reason why Ni-B/SiO2 amorphous alloy catalyst was much more active for the preparation of Phe could be accounted for by the presence of electron-rich Ni due to electron donation from alloying B; the smaller size of Ni-B particles, the larger specific surface area of Ni-B/SiO2.     

Ni-B非晶态合金催化苯丙酮酸加氢合成苯丙氨酸

通过化学还原法制备了纳米非晶态Ni-B合金催化剂,考察了其对苯丙酮酸胺化加氢合成苯丙氨酸的催化性能.结果表明,相对于传统雷尼镍和漆原镍催化剂,非晶态合金催化剂表现出更为优异的活性和选择性,并且当非晶态Ni-B合金负载在SiO2载体上时,其活性和选择性均得到较大提高(高达97.67%).非晶态合金催化剂对苯丙氨酸合成反应表现出较好活性和选择性的原因主要是硼提供部分电子给镍的效应以及非晶态合金颗粒的纳米尺寸效应.     

Liquid phase glucose hydrogenation to -glucitol over an ultrafine Ru-B amorphous alloy catalyst

A Ru-B amorphous alloy catalyst in the form of ultrafine particles was prepared by chemical reduction of RuCl₃ with borohydride in aqueous solution, whose amorphous structure was confirmed by XRD, DSC, and SAED. Heating pretreatment resulted in the rapid crystallization and the deep decomposition of the Ru-B amorphous alloy as well as the abrupt decrease in the surface area due to the gathering of small particles at high temperature. XPS spectra revealed that partial electrons transferred from the alloying B to the metallic Ru in the as-prepared Ru-B sample. In comparison with other catalysts, the as-prepared Ru-B amorphous catalyst exhibited excellent activity and perfect selectivity to -glucitol as well as superior lifetime during the liquid phase glucose hydrogenation, showing its potential application in industrial process. The higher activity of the Ru-based catalysts than that of other metal catalysts, such as Co-B and Ni-B amorphous catalysts as well as Raney Ni catalysts, demonstrated that the metallic Ru was more active than both metallic Ni and Co for the glucose hydrogenation. Meanwhile, the Ru-B amorphous catalyst exhibited higher activity than its corresponding crystallized Ru-B and pure Ru powder catalysts, showing the promoting effects of both the amorphous structure and the electronic interaction between the metallic Ru and the alloying B, which was briefly discussed based on the kinetic studies and various characterizations.     

微波辅助Ni-B/SiO2非晶态催化剂的制备及其在硝基苯加氢中催化性能的研究

采用微波辐射干燥浸渍法获得的Ni2 /SiO2,再由液相KBH4还原制备Ni-B/SiO2非晶态催化剂,在液相硝基苯加氢反应中,该催化剂对苯胺的选择性为100%,催化活性显著高于由传统加热法制备的Ni-B/SiO2.根据XRD、XPS、SEM和氢吸附等表征,两种催化剂具有相似的活性中心本质,催化性能的不同主要归因于分散度的区别.与传统加热法相比,微波加热具有受热均匀以及增强Ni2 与载体SiO2相互结合力的特点,导致Ni-B/SiO2(MW)分散度增加,并能减少催化反应过程中活性相的脱落流失,延长催化剂使用寿命.     

高选择性苯乙酮加氢Ni-Sn-B/SiO2非晶态催化剂的制备及表征

采用化学还原法制备了一系列三元非晶态Ni-Sn-B／SiO2催化剂,并考察了Sn含量对催化剂的苯乙酮选择加氢制备苯乙醇反应的活性及选择性的影响,同时对Sn改性前后的催化剂进行了系统的表征．XRD结果表明,Sn物种在催化剂表面高度分散,没有改变催化剂的非晶态结构．SEM结果也表明Sn的修饰并不改变非晶态合金的特征形貌．在苯乙酮加氢反应中,当Sn／SiO2=10wt％时,羰基加氢产物苯乙醇的得率可高达97．5％,且苯环加氢产物仅为0．5％,显示了良好的羰基加氢选择性．结合XPS结果,我们将该催化剂优异的催化性能归因于非晶态合金独特的电子结构、活性组分的高度分散及催化剂中Sn氧化物对羰基的选择性活化．