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.     

Fe基非晶和纳米晶合金晶化及电化学腐蚀行为

应用单辊甩带法制备非晶态Fe78Si13B9和Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1薄带,并以非晶晶化退火法制备出纳米晶Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1薄带.利用X射线衍射(XRD)仪和示差扫描量热计(DSC)对该非晶薄带的非晶特性及其晶化过程进行了研究.并用电化学极化曲线的方法和电化学阻抗技术研究了非晶态Fe78Si13B9和纳米晶Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1合金在1mol/LNaOH溶液里的电化学腐蚀行为,用SEM对极化测试后的试样形貌进行了观察;同时还研究了不同的热处理温度对材料结构及在1mol/LNaOH溶液里耐腐蚀性能的影响.结果表明,该非晶薄带的晶化过程分为两步;纳米晶比非晶合金的耐腐蚀性要好;且随着热处理温度的升高,非晶和纳米晶的耐腐蚀性能都得到提高.     

电沉积Ni81.32Mo18.68非晶/纳米晶镀层的晶化动力学

在碱式碳酸镍为主的盐溶液中用电沉积法制备出含Mo原子分数为18.68%的Ni-Mo合金镀层. X射线衍射(XRD)表明该镀层为非晶/纳米晶混合结构; 用差示扫描量热法(DSC)对这种非晶/纳米晶混合结构的合金进行了晶化动力学研究, 测得其晶化激活能(E)为3.84×105 kJ·mol-1; 晶化开始温度约为440 ℃, 与非晶态结构Ni-Mo合金镀层相比, 晶化温度提高了约13 ℃. 热处理过程发现, 非晶/纳米晶混合结构镀层中少量纳米晶的存在阻止了非晶态相转变的可能性, 提高了混合结构镀层的热稳定性和晶化温度; 镀层在450 ℃热处理过程中有新相产生, 其不仅提高了镀层的密实度, 同时也阻止了非晶态相的转变, 提高了镀层的热稳定性.     

电沉积Ni81.32Mo18.68非晶/纳米晶镀层的晶化动力学

在碱式碳酸镍为主的盐溶液中用电沉积法制备出含Mo原子分数为18.68%的Ni-Mo合金镀层.X射线衍射(XRD)表明该镀层为非晶/纳米晶混合结构;用差示扫描量热法(DSC)对这种非晶/纳米晶混合结构的合金进行了晶化动力学研究,测得其晶化激活能(E)为3.84x105 kJ·mol-1;晶化开始温度约为440℃,与非晶态结构Ni-Mo合金镀层相比,晶化温度提高了约13℃.热处理过程发现,非晶/纳米晶混合结构镀层中少量纳米晶的存在阻止了非晶态相转变的可能性,提高了混合结构镀层的热稳定性和晶化温度;镀层在450℃热处理过程中有新相产生,其不仅提高了镀层的密实度,同时也阻止了非晶态相的转变,提高了镀层的热稳定性.     

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.     

Ni-P非晶态合金表面氢的吸附态

近几年,非晶态合金作为新型催化材料开始受到人们的重视。Ni-P、Ni-B、Ni-Zr、Cu-Zr等非晶态合金对CO和丁二烯加氢,显示出高的活性和选择性,对Ni-P体系非晶态合金加氢性能的研究结果表明:未经预处理的非晶态合金无明显的加氢活性,依次经过酸洗、氧化和氢气还原后,非晶态合金具有较高的加氢活性。迄今为止,对Ni-P非晶     

退火晶化过程中Ni-B纳米非晶态合金的结构

采用XAFS和XRD两种方法研究化学还原法制备的Ni B纳米非晶态合金在退火过程中的结构变化.我们发现,在573 K左右的退火温度下, Ni B纳米非晶态合金生成亚稳的纳米晶Ni和Ni3B.在773 K或更高的退火温度下, Ni B纳米非晶态合金大部分晶化为晶态金属Ni.     

快速凝固AlNiCuNd纳米/非晶复合材料的制备及显微组织研究

采用熔体单辊旋淬法制备了快凝Al87Ni7Cu3Nd3合金条带,利用差热扫描热力学(DSC)分析、X射线衍射(XRD)分析等手段对比研究了快凝合金条带及其不同退火态材料的晶化行为.选择合适工艺条件,对快凝合金条带进行等温加热退火,采用高分辨透射电镜(HRTEM)观察分析了等温退火态材料显微组织特征.结果表明,快凝Al87Ni7Cu3Nd3合金薄带呈现出完全均匀的非晶态结构.随加热温度升高,非晶态薄带的晶化过程包括两个主要的相转变: α-Al晶体从非晶基体中析出的初始晶化以及有Al3Ni,Al11Nd3和Al8Cu3Nd形成的第二次晶化过程.在低于310 ℃下加热,快速凝固Al87Ni7Cu3Nd3金属玻璃中发生的主要相转变是富Al非晶的初始晶化.110 ℃等温退火态薄带主要是由α-Al加残余非晶相的两相组成,α-Al晶体纳米颗粒均匀弥散分布在残余非晶基体上.而在310 ℃热暴露后的退火试样中,在除α-Al晶体外的残留非晶相中开始出现极少量的Al3Ni金属间化合物.     

用原位红外光谱法研究NiB和NiP非晶态合金的还原和苯加氢反应过程

 用化学还原法制备了NiB和NiP非晶态合金催化剂,并用XRD,DSC,SEM和TEM鉴定了样品的非晶性,用ICP测定了样品的组成．在脉冲微反－色谱装置上考察了这两种催化剂催化苯加氢反应的活性．采用在线漫反射傅里叶变换红外光谱研究了这两种催化剂的还原及苯加氢反应过程．结果表明,所制备的NiB和NiP合金均为非晶态,且都是纳米尺度．NiB的粒度要比NiP小,晶化温度也比NiP低,表明Ni与B之间同Ni与P之间的相互作用不同．对苯加氢反应,NiB非晶态合金具有更大的优势,原位红外光谱结果证实催化剂的活性中心与还原态镍有关．     

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…     

表面酸性对Ni/SiO_2-Al_2O_3催化剂催化1,4-丁炔二醇高压加氢性能的影响

通过浸渍法分别在Al(OH)_3和Al_2O_3中引入SiO_2,经焙烧后制备具有不同表面酸性质的SiO_2-Al_2O_3载体,以上述SiO_2-Al_2O_3及Al_2O_3为载体,采用等体积浸渍法制备Ni负载量为15%的Ni/SiO_2-Al_2O_3催化剂(分别为Ni/SA-1和Ni/SA-2)与Ni/Al_2O_3.采用N2物理吸附、Py-FTIR、NH3-TPD、XRD、H2-TPR和H2-TPD手段对催化剂进行表征,考察了表面酸性质对催化剂催化1,4-丁炔二醇高压加氢性能的影响.结果表明,SiO_2引入方式会影响Ni/Al_2O_3催化剂表面酸性质及活性组分Ni在载体表面的分散行为.在Al(OH)3中引入SiO_2时,Ni/SA-1催化剂不仅活性组分具有高分散度,而且表面具有丰富的L酸位点,L酸位点与Ni活性中心协同作用有效提高了催化剂的高压加氢性能.而在Al_2O_3中直接引入SiO_2时,SiO_2覆盖了Al_2O_3表面的L酸位点,催化剂活性组分分散度较低,表现出低的加氢活性.     

Ni2P加氢脱硫催化剂

环境法规对硫氧化物脱出的限制日益严格以及原油品质的不断下降,使得有必要研发高效的加氢脱硫催化剂。Ni2P由于具有优异的加氢脱硫活性和稳定性,引起了广泛的关注。本文综述了Ni2P加氢脱硫催化剂的特性、反应活性相、制备方法、改进和加氢脱硫活性等方面的研究进展。在Ni2P中存在两种不同的初始活性位,四面体几何构型的Ni(1)初始活性位在加氢脱硫反应中参与直接脱硫反应,四方锥几何构型的Ni(2)初始活性位则与催化剂的高加氢活性有关。在加氢脱硫反应中,催化剂表面生成的NixSyP相被认为是真正的活性相。制备Ni2P的方法主要是程序升温还原和液相合成。载体、助剂和络合剂对Ni2P活性相的形成和催化剂的活性有重要影响。相比于商用硫化物催化剂,Ni2P催化剂对噻吩、二苯并噻吩和4,6-二甲基二苯并噻吩均表现出更高的加氢脱硫活性。     

Utilization of Active Ni to Fabricate Pt–Ni Nanoframe/NiAl Layered Double Hydroxide Multifunctional Catalyst through In Situ Precipitation

Integration of different active sites into metallic catalysts, which may impart new properties and functionalities, is desirable yet challenging. Herein, a novel dealloying strategy is demonstrated to decorate nickel–aluminum layered double hydroxide (NiAl–LDH) onto a Pt–Ni alloy surface. The incorporation of chemical etching of Pt–Ni alloy and in situ precipitation of LDH are studied by joint experimental and theoretical efforts. The initial Ni‐rich Pt–Ni octahedra transform by interior erosion into Pt₃Ni nanoframes with enlarged surface areas. Furthermore, owing to the basic active sites of the decorated LDH together with the metallic sites of Pt₃Ni, the resulting Pt–Ni nanoframe/NiAl–LDH composites exhibit excellent catalytic activity and selectivity in the dehydrogenation of benzylamine and hydrogenation of furfural.     

Ni-B/SiO2非晶态催化剂应用于硝基苯液相加氢制苯胺

 考察了Ni－B／SiO2非晶态催化剂在高压液相硝基苯加氢制苯胺反应中的催化活性和选择性．研究表明,该催化剂不仅具有很高的催化活性,而且对苯胺的选择性较高,优于RaneyNi以及其它Ni基催化剂．晶化导致催化剂失活．载体的存在不仅能提高催化剂的分散度,而且能对非晶态结构起稳定化作用;将催化剂保存在乙醇中可保持其活性不变．结合催化剂的表征,讨论了Ni－B／SiO2非晶态催化剂的催化性能与其结构的关系．     

NiFe双金属催化剂用于月桂酸甲酯加氢的研究

负载型Ni Fe/γ-Al_2O_3双金属催化剂的物理化学性质明显受还原温度的影响,进而影响月桂酸甲酯的加氢活性和产物选择性。金属Ni活性中心主要促进脱羰/脱羧(DOC)反应,Fe的加入能促进月桂酸甲酯发生加氢脱氧反应,促进C_(12)烷烃化合物生成。H_2-TPR、XRD、H_2-TPD和BET结果表明,高的还原温度有利于金属或合金活性中心形成,NiFe双金属催化剂的加氢活性取决于金属Ni、Fe和NiFe合金的含量;NiFe双金属催化剂吸附与活化H_2分子的能力明显受还原温度的影响。在研究的温度范围内,Ni活性中心具有优异的加氢和裂解性能,Fe物种的引入能有效抑制裂解性能。双金属催化剂的加氢活性顺序:NF420NF360NF450NF300,在420℃下经H_2还原制得的NF420催化剂具有最佳的月桂酸甲酯加氢性能,在反应温度为380℃时,月桂酸甲酯加氢转化率和烷烃化合物选择性分别高达93.3%和90.0%。     

How Absorbed Hydrogen Affects the Catalytic Activity of Transition Metals

Heterogeneous catalysis is commonly governed by surface active sites. Yet, areas just below the surface can also influence catalytic activity, for instance, when fragmentation products of catalytic feeds penetrate into catalysts. In particular, H absorbed below the surface is required for certain hydrogenation reactions on metals. Herein, we show that a sufficient concentration of subsurface hydrogen, H^sub, may either significantly increase or decrease the bond energy and the reactivity of the adsorbed hydrogen, H^ad, depending on the metal. We predict a representative reaction, ethyl hydrogenation, to speed up on Pd and Pt, but to slow down on Ni and Rh in the presence of H^sub, especially on metal nanoparticles. The identified effects of subsurface H on surface reactivity are indispensable for an atomistic understanding of hydrogenation processes on transition metals and interactions of hydrogen with metals in general.     

Ni80P20合金的非晶化度与催化活性的关联

采用淬冷法,通过改变冷却铜辊的转速,得到了一系列具有不同非晶化度的Ｎｉ８０Ｐ２０合金材料。以乙炔加氢为探针反应的催化研究结果表明,合金的催化活性随非晶化程度的增加而增加,同时,非晶态合金具有比相应的晶态金合明显优良的催化稳定性,ＸＲＤ和ＡＥＳ深度分析显示：在氧化－还原活化处理过程中,相对晶态合金而言,非晶态合金显示明显的“惰性”,活化后的表面上含有较多的对加氢反应有促进作用的氧化镍相互作用的结构。     

非负载镍催化剂的2-乙基蒽醌加氢活性及其氢吸脱附性质

 分别制备了金属镍粉、兰尼镍、Ni-B非晶态合金及镧掺杂的Ni-B非晶态合金(Ni-B-La)催化剂,研究了催化剂的氢吸附和脱附性质以及对2-乙基蒽醌加氢反应的催化性能. 结果表明,金属镍粉、兰尼镍和Ni-B催化剂表面均具有两种氢吸附位: 弱吸附位和强吸附位. Ni-B-La催化剂表面只有氢的强吸附位,其强吸附氢量与兰尼镍相当. 推测只有氢的强吸附位是2-乙基蒽醌加氢反应的活性中心,并且Ni-B-La催化剂上的强吸附氢较兰尼镍上的更活泼,因而Ni-B-La非晶态合金催化剂对加氢反应的催化活性高于兰尼镍.     

Understanding the high activity of a nanostructured catalyst obtained by a deposit of Pd on Ni: first principle calculations

The catalytic activity of a 4 monolayer deposit of Pd on a Ni(110) surface toward the hydrogenation of ethylene is investigated by using gradient-corrected periodic density functional calculations. The Pd/Ni(110) surface is strongly nanostructured, due to the anisotropic stress induced by the Ni(110) substrate on the Pd layer. A kinetic analysis, based on the investigation of the optimal reaction pathway for the hydrogenation of ethylene to ethane, is presented, allowing a comparison between Pd/Ni(110) and pure Pd(110) surfaces. The calculated activation energies allow one to reproduce the experimental result, which shows that the Pd/Ni(110) surface is about 30 times more active than the pure Pd(110) surface. This marked increase of the catalytic activity is a consequence of the specific nanostructure of the Pd/Ni(110) surface. By examining the structure of the adsorbed species and of the transition states and by analyzing the electronic properties, we show that this rate increase can be associated to the fact that the ethylene adsorption energy in the first hydrogenation step and the ethyl-hydrogen coadsorption energy in the second step are both much lower on Pd/Ni(110) than on pure Pd(110).     

Effect of the detonation nanodiamond surface on the catalytic activity of deposited nickel catalysts in the hydrogenation of acetylene

A comparative study is performed of the catalytic activity of nanosized nickel deposited on detonation synthesis nanodiamond (DND) and coal (C_SUG) produced by burning sugar and crystalline quartz in the hydrogenation of acetylene. Nanosized nickel is obtained through the thermal decomposition of nickel formate under a dynamic vacuum. The catalysts are studied by means of scanning electron and transmission electron microscopy, X-ray fluorescence, IR-spectroscopy, X-ray diffraction, and pulse microcatalytic method. It is shown that Ni/DND is an active catalyst of acetylene hydrogenation, considerably surpassing Ni/quartz and Ni/C_SUG. The apparent activation energy of the hydrogenation of acetylene is calculated, and the region of the reaction are determined for all catalysts. It is found that the influence of the structure and nature of a functional coating of nanodiamond on the catalytic activity of Ni/DND deposited catalyst in the hydrogenation of acetylene. The ability of Ni/DND to hold active hydrogen is detected.