骨架型Ni-p非晶态合金的制备及其在苯加氢中催化性能的研究

摘要

采用骤冷法制备Ni-Al-P非晶态合金,通过碱抽滤得到骨架形Ni-P催化剂(Raney Ni-P),其非晶态结构由XRD和EXAFS证实.选择工业上具有重要应用价值的苯饱和加氢反应为探针,测定了上述催化剂的催化活性(包括吸氢速率、转化率和TOF值)和对环己烷的选择性,并与其对应的由传统骤冷法制备的Ni-P非晶态合金、晶化Raney Ni-P以及工业上常用的Raney Ni催化剂进行了比较.实验结果显示,Raney Ni-P的催化性能显著优于其他三种催化剂,而且DSC分析显示其具有较好的热稳定性,因此具有良好的工业化应用前景.通过考察苯浓度、H2压力和反应温度对加氢反应速率的影响,确定了在Raney Ni-P催化剂上苯加氢反应的动力学速率方程和表观活化能,并提出了可能的反应机理.通过ICP,XRD,XPS,EXAFS,TEM,BET,氢吸附等一系列表征,讨论了催化剂的活性中心结构特征与其催化活性的关系.Raney Ni的催化活性高于传统Ni-P主要归因于其大比表面积(分散度),而Raney Ni-P的催化活性高于Raney Ni主要归因于催化活性中心本质的区别.由于非晶态合金Ni-P中无显著的电子转移,因此几何效应起主要的促进作用.Raney Ni-P的晶化失活则同时归因于分散度和活性中心结构的改变.