具有优良结构稳定性的Ni73P11B16非晶态合金超细微粒

具有优良结构稳定性的Ｎｉ_（７３）Ｐ_（１１）Ｂ_（１６）非晶态合金超细微粒范以宁，胡征，许昭怡，陈懿（南京大学化学系，南京，２１０００８）关键词非晶态，ＮｉＰＢ合金，超细微粒，结构稳定性非晶态合金催化剂以其优良的催化性能而引起人们的广泛关注［１］。在?..     

Ni-P非晶态合金超细微粒的晶化行为

非晶态合金超细微粒因兼具非晶材料和超细微粒材料的特点而表现出优良的催化性能,近年来有关这类催化剂的制备与研究日益引起人们的重视.前文我们已报导Ni-P 非晶态合金超细微粒催化剂的化学制备方法,并初步探讨了制备条件对微粒粒度均匀性的影响.与单元金属超细微粒不同,二元合金超细微粒的表面性质不仅与粒度有关,而且与合金组元的结构状态有关.尤其是非晶态合金一定条件下会发生结构驰豫和晶化,从而可能导致微粒表面性质的变化.为此,本文对Ni-P 非晶态合金超细微粒的晶化行为进行了研究,首次获得Ni-P 超细微粒结构和表面形态的变化规律,为深入研究其结构和催化性能之间的关系提供基本信息.     

Ni-B非晶态合金超细微粒的表面性质

非晶态合金具有短程有序和长程无序的结构特点,其优良的催化性能引人注目.但通常熔体急冷法制备的非晶样品表面积甚小.近年来采用化学还原方法制备使非晶态合金兼具超细微粒的性质,从而为非晶态合金在多相催化过程中的应用展示了诱人的前景.因此,研究非晶态合金超细微粒的表面性质就具有重要意义.Okamoto 等发现在用NaBH_4还原水溶液中Ni~(2+)离子制得的Ni-B 超细微粒表面除存在以合金方式结合的Ni、B 物类外还存在由B 水解产生的硼氧化物类,但未能将微粒表面性质与合金结构进行关联.本文报导不同结构状态下Ni-B 超细微粒表面性质的研究结果.     

钴系非晶合金超细微粒金属微观状态的研究

过渡金属（Fe、Co、Ni）一类金属（B、P）非品合金超细微粒催化剂金属－类金属的相互作用是影响其催化性能的重要因素．B、P组元的加入能显著地改变过渡金属的催化活性和催化选择性；许多研究者都认为在过渡金属与B、P之间存在化学键合作用且有电子的转移，但对电子转移的方向仍有争议．前文我们报导了CoB非晶态合金超细微粒催化剂的表面性质和催化性能问，以及掺入P后对CoB已非晶态合金超细微粒催化剂性能的影响．本文采用了乙烯加氢反应作为探针，通过测定金属Co和CoB、CoPB非晶态合金超细微粒催化剂的乙烯加氢反应活化能；获得了…     

Co-B非晶态合金超细微粒的热稳定性与催化性能研究

利用化学还原法制备了Co—B非晶态合金超细微粒，用电感耦合等离子体光谱(ICP)、电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)、BET、表面积测试及X光电子能谱(XPS)等手段对新鲜样品及经过不同温度热处理后的样品进行了表征，并用微型催化反应装置评价其CO H2催化性能．结果表明，经过热处理后的样品不仅其表面组成和结构状态发生了变化，而且其催化性能也发生了明显变化，同时还表明非晶态Co—B合金超细微粒具有比其晶态更高的催化活性和独特的选择性。     

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Ni-B非晶态合金催化剂的表征

作为一种新型的催化加氢材料 ,非晶态合金具有高的活性及选择性 ,近年来引起了人们的注意［１］．尤其将非晶态合金负载化 ,可以提高其表面积和热稳定性 ,抑制非晶态合金的晶化 ,增加了非晶态合金催化剂的工业应用前景．文献已报导了对负载型非晶态合金催化剂的制备、化学及结构修饰、催化性能、催化剂的失活及抗硫性能的研究［２,３］．应该说 ,相比于淬冷法和化学还原法制备的超细微粒非晶态合金 ,负载化有效地提高了非晶态合金的热稳定性．但是 ,当负载型非晶态合金催化剂应用于催化反应时 ,仍存在着结构逐渐变化的过程［４］．本文以Ｎ…     

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,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。     

等规聚苯乙烯的单分子链及单链单晶的尺寸判据

将等规聚苯乙烯配成苯的稀溶液，在水面上逐滴扩散，制备得到等规聚苯乙烯的超细微粒，并将微粒在４４８．２Ｋ等温结晶．用透射电镜对非晶态和昌态的粒子进行研究．由电镜测量得到的等规聚苯乙烯的分子量及分子量分布与其ＧＰＣ表征值基本相符，证明我们所得到的超细微粒是单分子尺寸的．     

镍-磷非晶合金超细微粒的制备和物性研究

水溶液中用次亚磷酸钠还原氯化镍制得了纯净的镍-磷非晶合金超细微粒。考察了一些反应条件如反应时间、添加剂和反应系统的初始pH值等对目的产物收率和物性的影响。对产物的基本物性进行了表征。在反应系统初始pH值为11时, 可以制得平均粒度约150nm, 元素分布和拓扑结构相对均匀的镍-磷非晶合金超细微粒。     

超声辅助化学还原法制备高活性Co-B非晶态合金催化剂

采用超声辅助KBH4化学还原Co(OH)2胶体法制备了粒径均匀的Co-B非晶态合金.在乙腈液相选择性加氢制取乙胺反应中,与传统化学还原法制备的Co-B非晶态合金催化剂相比,该催化剂具有很高的催化活性.这归因于其Co活性位的高度分散、Co活性位对氢的强吸附,以及Co-B非晶态合金间强电子相互作用.     

Co-B/SBA-15非晶态催化剂应用于肉桂醛选择性加氢的研究

以介孔材料SBA-15作为载体,采用浸渍法制备Co-B/SBA-15非晶态催化剂,该样品仍然保持SBA-15特有的有序规整孔道结构,Co-B非晶态合金颗粒均匀分布在孔道内壁,采用普通SiO2载体制备的Co-B/ SiO2,Co-B颗粒主要分布在外表面.在肉桂醛选择性加氢制肉桂醇中,Co-B/SBA-15的催化活性和对肉桂醇的最佳得率显著高于Co-B/SiO2,主要归因于活性位的高分散,规整的孔道结构,以及独特的活性位团簇结构和电子态.     

锌对非晶态Co-B合金的改性及催化肉桂醛加氢为肉桂醇的研究

采用KBH4还原法制备了非晶态Co-B和Co-Zn-B催化剂,以肉桂醛选择加氢制肉桂醇为探针反应,研究了Zn对Co-B非晶态催化剂的修饰改性作用,并采用XRD、DSC、XPS、和H2-TPD对催化剂进行了表征.研究表明,少量的Zn没有改变Co-B催化剂的非晶结构,但提高了催化剂主体的热稳定性,其中1%的Zn可使Co-B非晶态催化剂主体结晶放热峰提高12K,并在665K出现新的H2脱附峰,说明催化剂因掺入锌形成了新的氢吸附中心,锌在催化剂中以金属态和氧化态两种形式存在.催化剂的整体均衡而局部电子分布不均衡的缺陷势结构增强了对肉桂醛分子C=O双键O原子的侧链偶合吸附与金属氧化物的金属离子对羰基的极化作用协同活化了肉桂醛的C=O双键,提高了催化剂对C=O双键的加氢选择性.加氢反应工艺条件及催化剂寿命研究表明,适宜的反应温度为413K,氢压为2.5MPa,反应时间为3.0h,肉桂醇的最高产率可达84.0%,并具有较好的催化稳定性.     

Hydrogenation of Cinnamaldehyde to Cinnamyl Alcohol over An Ultrafine Co—B Amorphous Catalyst

A novel Co-B amorphous alloy catalyst in the form of ultrafine particles was prepared by chemical reduction of CoCl2 with aqueous NaBH4, which exhibited excellent activity and selectivity during the hydrogenation of cinnamaldehyde to cinnamyl alcohol in liquid phase. The optimum yield of cinnamyl alcohol was 87.6%, much better than the yield of using Raney Ni, Raney Co and other Co-based catalysts.     

稀土Th修饰的Co-B非晶态合金催化肉桂醛选择性加氢制肉桂醇

采用化学还原法制备了Th修饰的Co-B非晶态合金(Co-Th-B)并应用于液相肉桂醛选择性加氢制肉桂醇,Co-Th-B的活性和选择性显著高于非修饰Co-B,其中最佳,Th修饰量为10%,此时肉桂醇得率可达81.4%,且能够多次重复使用.结合系统表征,初步讨论了催化剂的构效关系以及Th对催化性能的促进作用.     

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.     

纳米Co-B非晶态合金对高氯酸铵分解的催化性能

 利用化学还原法制备了纳米 Co-B 非晶态合金,并用透射电镜、X射线衍射、差示扫描量热和N2吸附表面积测试等技术对样品进行了表征. 运用差热分析研究了纳米 Co-B 非晶态合金对高氯酸铵(AP)分解的催化性能. 结果表明,加入 Co-B 非晶态合金后AP的高低温放热峰相连,合并成一个高而大的放热峰,且峰温有很大程度的降低, 这说明纳米 Co-B 非晶态合金对AP热分解有很好的催化活性. 同时, Co-B 非晶态合金能使AP的表观分解热显著增大.     

超细Pd—B／SiO2非晶态合金加氢反应的催化活性

采用浸渍法并通过ＫＢＨ４还原制备超细Ｐｄ－Ｂ／ＳｉＯ２非晶态合金催化剂,以硝基苯加氢生成苯胺为目标反应,考察了上述催化剂的活性和选择性及热稳定性,并与晶态Ｐｄ－Ｂ／ＳｉＯ２和Ｐｄ／ＳｉＯ２催化剂及非负载型Ｐｄ－Ｂ非晶态合金催化剂进行了比较。     

二硝基甲苯低压加氢Ni-La-B非晶态合金催化剂的制备及结构表征

用化学还原法制备了Ni-La-B非晶态合金催化剂,并采用X射线衍射、透射电镜、差热分析、X射线光电子能谱、电感耦合等离子光谱和H2程序升温脱附技术对催化剂进行了表征,研究了La含量对催化剂微观结构及其催化二硝基甲苯(DNT)加氢制二氨基甲苯(DAT)性能的影响.结果表明,随着助剂La含量的增加,Ni-La-B催化剂中非晶态结构的长程无序程度增大,催化剂平均粒径逐渐由70nm左右减小至10nm左右,分布更加均匀;同时降低了Ni吸附H2的强度,使H2吸附物种更易于在催化剂表面流动并参与反应.另外,La助剂还显著提高了催化剂的热稳定性和抗氧化性.在二硝基甲苯加氢反应中,催化剂性能随着La加入量提高至6%(摩尔分数)时,1MPa低压条件下DNT转化率和DAT选择性均达100%.当La加入量为8%时,催化剂的Ni活性中心数明显减少,其活性下降.