CN100594059C - 超声波辅助制备NiB非晶态合金催化剂的方法 - Google Patents
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- CN100594059C CN100594059C CN200610013040A CN200610013040A CN100594059C CN 100594059 C CN100594059 C CN 100594059C CN 200610013040 A CN200610013040 A CN 200610013040A CN 200610013040 A CN200610013040 A CN 200610013040A CN 100594059 C CN100594059 C CN 100594059C
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Abstract
本发明涉及超声波辅助制备NiB非晶态合金催化剂的方法，它是在输出功率为40-300W的超声波下，采用化学还原法和化学镀法，以KBH4为还原剂，硫酸镍、醋酸镍、硝酸镍或氯化镍中一种为主盐，以硫酸钴，氯化钴、氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁中一种为助盐，以氧化物、分子筛、高分子为载体，以水、四氢呋喃、乙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、N，N-二甲基酰胺为溶剂，附加络合剂、稳定剂和添加剂，制备非负载型和负载型NiB非晶态合金催化剂；Ni负载量为5%-90%。该方法所制备的NiB非晶态合金催化剂具有活性组分尺度小，分散度好，催化剂活性高，且使用安全，适合于催化加氢反应。
Description
技术领域
本发明是涉及一种NiB非晶态合金催化剂的制备方法，更具体的说是一种超声波辅助制备NiB非晶态合金催化剂的方法。
背景技术
二十世纪四十年代，Brown采用KBH4还原镍盐方法制备了NiB催化剂。1980年，Smith在第七届国际催化会议上第一次提出使用非晶态合金做为催化剂。至今，NiB非晶态合金催化剂仍是催化工作者研究的重点和热点，它有望取代传统的骨架镍和贵金属催化剂。
CN1196975A披露了一种镍和硼的非晶态合金催化剂，组成为NiB非晶态合金占0.1～30.0重％，多孔载体材料占70.0～99.9重％，其中镍和硼的原子比为0.5～10.0；所述多孔载体材料指不具有氧化性的多孔体材料，优选氧化硅，氧化铝或活性炭。该方法采用化学还原法和浸渍还原制备了NiB非晶态合金催化剂。该发明提供的制备负载型NiB非晶态合金的方法。
CN1099909C对上述方法进行了进一步改进，提供了一种具有更高催化加氢性能的负载型NiB非晶态合金催化剂的制备方法。
2005年，在New.J.Chem.2005，29：266报道了采用化学镀法制备负载型NiB/聚苯乙烯非晶态合金催化剂的研究，结果表明，化学镀法得到的NiB非晶态合金催化剂在苯乙酮加氢反应中体现优异的加氢性能。
CN 1546229A报道了一种操作简单，批量制备重复性好，催化剂制备成本低的多孔载体负载的非晶态合金催化剂的制备方法。它以无机氧化物和分子筛为载体，采用金属Ag、Pd、Fe、Ni等为诱导剂，通过化学镀法得到负载型NiB非晶态合金催化剂。所得催化剂中NiB占催化剂质量的5％～50％，其中Ni∶B＝70∶30。采用该法制备的NiB/TiO2非晶态合金催化剂，其在烯烃加氢反应中体现的催化活性优于浸渍还原法得到的催化剂(J.Mater.Chem.2005，15：4938)。
已有的制备技术中，化学还原法制备非负载型NiB非晶态合金催化剂，团簇大小难于控制。化学还原法制备负载型NiB非晶态合金，需用含BH4 -的还原剂将浸渍在载体上的Ni2+还原生成Ni或将含Ni2+的溶液滴加到浸渍BH4 -的载体上，最终形成NiB非晶态合金。一般而言，金属离子或KBH4的分散性最终决定NiB非晶态合金的粒径和分散性。化学镀法制备NiB非晶态合金催化剂同样存在活性组分的分散性问题。因此，如何控制NiB非晶态合金团簇的尺寸及其在载体上的分散性具有重大的理论和实践意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种超声波辅助制备NiB非晶态合金催化剂的方法，它是制备非负载型和负载型NiB非晶态催化剂的新方法，它使NiB非晶态合金的团簇大小和分散度都得到显著改善，提高了催化剂的催化加氢性能。
本发明提供的超声波辅助制备NiB非晶态合金催化剂的方法是：包括非负载型或负载型催化剂的制备方法，所述方法制得的NiB非晶态合金催化剂的粒径10～250nm，活性组分为NiMB，M为Co或Fe，添加金属0.02％～10％的Pd、Ag、Co、Fe或Au，其中Ni占催化剂的重量5％～90％，M∶Ni＝0～1.0，原子比；B∶Ni＝0.1～2.0，原子比；
所述方法制备负载型NiB非晶态合金催化剂时的载体是：TiO2、Al2O3、SiO2、ZnO、MgO、ZrO2、TiO2-Al2O3、ZrO2-Al2O3、ZSM-5、MCM-41、SBA-15、β分子筛、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或聚苯乙烯(PVA)；
所述的非负载型NiB非晶态合金催化剂的制备方法包括：
化学还原法：
(1)将可溶性镍盐和可溶性钴盐或可溶性铁盐分别配成溶液A(金属Ni和Co或金属Ni和Fe离子浓度为0.01～0.5mol/L，M∶Ni＝0～1.0，M为Fe或Co)；将KBH4配成0.1～2M的溶液B，加入NaOH控制pH值在7～11；
(2)在0～25℃下，空气或N2气氛，超声波振荡下，将B溶液滴加到A溶液中，得到NiB非晶态合金催化剂；样品用水洗涤至中性，然后无水乙醇洗涤，在乙醇中保存；催化剂中Ni占重量的60～80％；
或者
化学镀法：
(1)以KBH4为还原剂，可溶性镍盐为主盐，以可溶性钴盐或可溶性铁盐为助盐，乙二胺、酒石酸钠、氨水或柠檬酸钠为络合剂，以硫酸铅或醋酸铅为稳定剂，十二烷基苯璜酸钠或十二烷基硫酸钠为添加剂，采用NaOH调节pH值，镀液C配方如下：
主盐：镍盐：5～25g/L；助盐：铁盐或钴盐：0～10g/L；
还原剂：KBH4：1～10g/L；
络合剂：乙二胺：10～30g/L；柠檬酸钠：0～20g/L；酒石酸钠：0～20g/L；稳定剂：
硫酸铅或醋酸铅：0～2000ppm；
添加剂：十二烷基硫酸钠或十二烷基苯璜酸钠：0～10000ppm；
pH：12～14；
温度：35～75℃；
(2)配置0.1～1mol/L的AgNO3溶液，在45℃，超声波条件下，将5ml的AgNO3溶液滴加到150ml的镀液中，反应30min后得到NiB催化剂；
(3)产物先后用水和乙醇洗涤产物至中性；烘干或自然晾干保存，亦可在乙醇中保存，催化剂中Ni占重量的60％～90％；
所述的负载型NiB非晶态合金催化剂制备的方法包括：
化学还原法：
(1)将可溶性镍盐和可溶性钴盐或可溶性铁盐配成溶液，金属Ni和Co或金属Ni和Fe的离子总浓度为0.1～2mol/L，M∶Ni＝0～1.0，M为Fe或Co，加入计量的粉末载体，在超声波或无超声波下等体积浸渍4h，金属元素的负载量为5～40％；将所得载体抽滤或离心，晾干、烘干、焙烧；
(2)在超声波条件下，取水或有机溶剂将上述载体分散，载体和溶剂的质量比为1∶10～1∶1，得到浑浊液A；将KBH4配成0.1～2mol/L的溶液B，加入NaOH控制pH值在7～11；
(3)在0～25℃，空气或N2气氛，超声波振荡下，将B溶液滴加到A溶液中，得到NiB非晶态合金催化剂；样品用水洗涤至中性，然后无水乙醇洗涤，在乙醇中保存，催化剂中Ni占重量的5～35％；或
化学镀法：
(1)以KBH4为还原剂，可溶性镍盐为主盐，以可溶性钴盐、可溶性铁盐为助盐，乙二胺、酒石酸盐、氨水或柠檬酸盐为络合剂，以硫酸铅或醋酸铅为稳定剂，十二烷基苯璜酸钠或十二烷基硫酸钠为添加剂，采用NaOH调节pH值，镀液C配方如下：
主盐：镍盐：5～25g/L；助盐：铁盐或钴盐：0～10g/L；
还原剂：KBH4：1～10g/L；
络合剂：乙二胺：10～30g/L；柠檬酸钠：0～20g/L；酒石酸钠：0～20g/L；稳定剂：
硫酸铅或醋酸铅：0～2000ppm；
添加剂：十二烷基硫酸钠或十二烷基苯璜酸钠：0～10000ppm；
pH：12～14；
温度：35～75℃。
(2)将具有催化化学镀反应的活性金属元素Pd、Ag、Au、Ni、Fe或Co中一种，通过浸渍或化学镀的方法负载在载体上，重量负载量为0.02％～10％；
(3)将上述预先负载活性金属元素的载体与上述化学镀液在45℃，超声波条件下搅拌接触反应10-30min后，先后用水和乙醇洗涤产物至中性；烘干或自然晾干保存，亦可在乙醇中保存；NiB非晶态合金催化剂中Ni负载量为5％～40％。
所述的超声波辅助制备NiB非晶态合金催化剂的方法中使用的超声波频率为35～45KHz，输出功率为40-300W。
所述的制备方法中使用的可溶性镍盐是硫酸镍、醋酸镍、硝酸镍或氯化镍；可溶性钴盐是硫酸钴、氯化钴；可溶性铁盐是氯化铁、氯化亚铁或硫酸铁。
所述的制备方法中使用的主盐为硫酸镍、醋酸镍、硝酸镍或氯化镍，助盐为硫酸钴、氯化钴、氯化铁、氯化亚铁或硫酸铁。
所述的制备方法中使用的有机溶剂是四氢呋喃、乙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、N，N-二甲基酰胺中一种或几种混合。所述的溶剂优选水，乙二醇或N，N-二甲基酰胺。
所述制备方法中使用的载体为：TiO2、Al2O3、SiO2、ZnO、MgO、ZrO2、TiO2-Al2O3、ZrO2-Al2O3、ZSM-5、MCM-41、SBA-15、β分子筛、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或聚苯乙烯(PVA)中的一种。优选TiO2、MgO、SBA-15、PVP。
所述制备方法中使用的络合剂为柠檬酸盐、氨水、乙二胺或酒石酸盐。优选络合剂为酒石酸钠、氨水或乙二胺一种或几种混合。
所述制备方法中使用的载体在化学镀前的处理方法是将可溶性诱导剂的盐溶液与所述的载体浸渍或采用公知的化学沉积或化学镀的方法制备，晾干，烘干。
采用本发明制备的催化剂径XRD、SEM、TEM、SAED、ICP、XPS等表征手段证明所制备NiB催化剂为非晶态，且粒径大小可以控制在10～250nm的范围内。附图1为X射线衍射图，图1a、1b分别为超声波辅助化学还原法和化学镀法得到的非负载型NiB催化剂衍射图。两者在2θ＝45°处出现弥散的衍射峰，已证明为NiB非晶态特征峰，图1a中，在2θ＝22°的衍射峰为硼氧化物。附图2是采用化学镀法得到的Ni(Fe)B非晶态合金的TEM图，EDX结果显示Ni和Fe原子比为3∶1，Ni和B原子比为10∶1。附图3为以TiO2为载体，通过化学还原法(图3a)和化学镀法(图3b)得到的负载型NiB非晶态合金催化剂的TEM图，从图中可以看出所负载的NiB非晶态合金团簇大小在10nm～100nm，SAED证明了NiB的非晶态结构。附图4是MgO为载体所得到负载型NiB非晶态合金的SEM图，可以看出NiB在载体上的分散均匀。
本发明制备的NiB非晶态合金催化剂对烯烃加氢具有很高的低温活性和选择性，可以用于催化加氢反应。本发明具有操作简单，NiB非晶态合金团簇大小可控，分散度好，催化活性高，且使用安全等优点。
附图说明
图1本发明制备的催化剂的X射线衍射图。
图2为NiFeB非晶态合金的TEM图。
图3为以TiO2为载体的负载型NiB非晶态合金催化剂的TEM图。
图4为以MgO为载体的负载型NiB非晶态合金催化剂的SEM图。
具体实施方式
本发明可通过实施例详细说明，但它们不是对本发明作任何限制。在这些实施例中，催化剂中的组分含量在IRIS Intrepid型电感耦合等离子体发射光谱仪分析测定；XRD由日本理学D/MAX-2500型X-射线衍射仪测定，SEM采用德国LEO 1530VP型扫描电镜；SAED和TEM采用日本电子的场发射能量过滤投射电子显微镜JEM-2010FEF。
对比例1
本对比例说明按照CN 1128015C和CN 1546229A的方法制备催化剂的过程。
实施例1～6
这些实施例说明非负载型NiB非晶态合金催化剂的制备过程。
配置0.1mol/L硫酸镍溶液和1.0mol/L的KBH4溶液(0.01mol/L的NaOH调节pH＝10，B/Ni＝2∶1，原子比)。在0℃，空气或N2气氛，超声波振荡下，将KBH4溶液滴加到硫酸镍溶液中，反应直至无气体生成，用去离子水洗涤至中性，再用无水乙醇洗涤，保存到无水乙醇中，编号为A-C。样品用水洗涤至中性，然后无水乙醇洗涤，在乙醇中保存。
反应中，以水为溶剂得到催化剂A；以乙二醇为溶剂得到催化剂B；以N，N-二甲基酰胺为溶剂得到催化剂C。催化剂的组成见表1。催化剂A-C的XRD具有图1a的特征。
化学镀法制备非负载型NiB非晶态合金催化剂如下，配置1.0mol/L的AgNO3溶液，在45℃，超声波条件下，将5ml的AgNO3溶液滴加到150ml的镀液中，反应30min后得到催化剂D。
镀液配方如下：
主盐：硫酸镍：12g/L；
还原剂：KBH4：5.5g/L；
络合剂：乙二胺：16.7g/L；
超声波功率：150W；
pH：13.5；
温度：45℃；
时间：10min。
产物处理同催化剂A-C。将化学镀过程中溶剂水改为乙二醇，得到催化剂E。催化剂E的XRD具有图1b的特征。
NiFeB非晶态合金的制备：在45℃，超声波条件下，将5ml 0.1mol/L的AgNO3溶液加入到150ml下述镀液中。
镀液配方如下：
主盐：硫酸镍：20g/L；助盐：硫酸亚铁：10g/L。
还原剂：KBH4：10g/L；
络合剂：乙二胺：16.7g/L；
超声波功率：150W；
pH：13.5；
温度：45℃；
时间：20min。
反应产物处理同催化剂A-C，编号为F。
催化剂F的XRD具有图1b的特征，催化剂F的形貌和组成如图2所示。
A-F的组成见表1。
实施例7～12
这些实例说明采用不同主盐和助盐，在超声波辅助制备NiB非晶态合金催化剂的过程。
同催化剂A制备过程一样，将主盐硫酸镍改成硝酸镍、氯化镍和醋酸镍并保持金属盐浓度不变，得到催化剂G-I。
以硫酸镍为主盐，以硫酸铁为助盐，改变Ni和Fe原子比(1∶1，2∶1，4∶1)，并保持金属离子总浓度为0.1mol/L，按照催化剂A制备方法得到催化剂K-L。
G-L的组成见表1。
实施例13～14
这些实施例说明负载型NiB非晶态合金催化剂的制备过程。
化学还原法：所用载体为氧化钛(南京钛白粉有限公司)，BET比表面积11.5m2/g，平均孔容0.47cm3/g，平均孔径16.2nm。称取200gTiO2粉末，在450℃焙烧4小时，称取5g载体于11ml 1.3mol/LNiSO4溶液浸渍4小时。将所得载体抽滤或离心，晾干、烘干、焙烧。在0℃、超声波条件下，氮气保护、剧烈搅拌下，将KBH4溶液(2mol/L)与上述TiO2反应直至无气体产生，过滤，洗涤至中性，用无水乙醇保护。催化剂编号为A1。催化剂中Ni占重量的20％。
化学镀法：
化学镀负载型NiB非晶态合金过程：将浓度为0.003mol/L的AgNO3溶液11.4ml与2gTiO2载体在室温下浸渍4个小时，过滤，晾干，烘干。在超声波条件下，将150ml镀液加热至反应温度，然后加人1.0g载体，反应直至没有气体生成，过滤，洗涤至中性，用无水乙醇保护。催化剂编号为B1。催化剂中Ni负载量为15％。
镀液配方如下：
主盐：硫酸镍：12g/L；
还原剂：KBH4：5.5g/L；
络合剂：乙二胺：16.7g/L；
超声波功率：150W；
pH：13.5；
温度：45℃；
时间：10min。
催化剂A1和B1的组成见表1，形貌如图3。
实施例15～23
这些实施例说明在超声波条件下制备不同负载型NiB非晶态合金催化剂的过程。
以MgO，SBA-15为载体，以水为溶剂按催化剂A1的条件制备催化剂A2-A3。
以MgO、SBA-15、PVP为载体，以水为溶剂，按催化剂B1的反应条件制备催化剂B2-B4。
以MgO为载体，以乙醇、乙二醇、丙二醇为溶剂，制备催化剂B5-B7。
催化剂组成见表1。
实施例24-28
这些实施例说明在超声场下，以MgO为载体，在不同镀液条件下负载型NiB非晶态合金催化剂的过程。
催化剂B8的镀液配方如下：
主盐：硫酸镍：25g/L；
还原剂：KBH4：10g/L；
络合剂：乙二胺：30g/L；
超声波功率：150W；
pH：14；
温度：55℃：
时间：20min。
催化剂B9的镀液配方如下：
主盐：硫酸镍：5g/L；
还原剂：KBH4：1g/L；
络合剂：乙二胺：10g/L；
超声波功率：150W；
pH：13；
温度：55℃；
时间：5min。
催化剂B10的镀液配方如下：
主盐：硫酸镍：25g/L；
还原剂：KBH4：10g/L；
络合剂：酒石酸钠：20g/L；
超声波功率：150W；
pH：12；
温度：35℃；
时间：30min
催化剂B11的镀液配方如下：
主盐：硫酸镍：12g/L；
还原剂：KBH4：5.5g/L；
络合剂：酒石酸钠：10g/L；氨水1g/L；
超声波功率：150W；
pH：12；
温度：55℃；
时间：10min
催化剂B12的镀液配方如下：
主盐：硫酸镍：12g/L；
还原剂：KBH4：5.5g/L；
络合剂：酒石酸钠：5g/L；氨水20g/L；
超声波功率：150W；
pH：14；
温度：75℃；
时间：15min
催化剂组成见表1。
实施例29-31
以MgO为载体，改变催化剂B1制备过程中，载体负载的活性金属Ag含量，负载量为0.02％，2％，10％得到催化剂B13-B15。
催化剂组成见表1。
实施例32-38
这些实例说明在超声波条件下，往镀液添加稳定剂和添加剂制备不同NiB非晶态合金催化剂的过程。
以TiO2为载体，往制备催化B1的镀液里加入含量为20ppm，200ppm，2000ppm的PbSO4，得到催化剂B16-B19
以TiO2为载体，往制备催化B1的镀液里加入含量为100ppm，1000ppm，10000ppm的PbSO4，得到催化剂B20-B23。
催化剂组成见表1。
实施例39-42
这些实施例说明不同超声波功率下制备NiB非晶态合金催化剂。
改变超声波的输出功率(40W，100W，150W，300W)，以TiO2为载体，按照催化剂B1的方法制备催化剂B24-B27。
催化剂组成见表1。
对比例2
本对比例用于说明按照CN 1128015C制备的催化剂在环丁烯砜加氢反应中的催化性能。
环丁砜是继甘醇类溶剂而发展起来的一种性能优良的多功能溶剂，是当今世界上普遍使用的芳烃的抽提溶剂。此外，它还用作天燃气、制备原料气和炼厂气的净化剂和有机反应的优良溶剂。工业上环丁砜生产是以丁二烯-1，3和SO2为原料，通过狄耳斯-阿尔德反应，先生成环丁烯砜-3，再经骨架镍催化剂低温催化加氢制得。由于在该反应中，骨架镍很容易发生硫中毒。目前，国内的加氢工业也在不断改经，要求催化剂用量占原料的2.5％～3％左右，反应温度40～60℃，反应压力为2.5MPa。
本对比例中的加氢过程是在100ml加压反应釜中进行的，反应条件是：温度45℃，压力2.5MPa，催化剂用量2％，环丁烯砜/水30g/30g。
表2列出了反应2.0h后所生成的环丁烯砜产率以及同等条件下，撤除超声波后得到催化剂的加氢活性数据图。
表1
| 实例编号 | 催化剂 | 载体 | 诱导金属 | 络合剂 | Ni(wt.％) |
| 1 | A | 68.4 | |||
| 2 | B | 69.1 | |||
| 3 | C | ||||
| 4 | D | Ag | 乙二胺 | 90.1 | |
| 5 | E | Ag | 乙二胺 | ||
| 6 | F | Ag | 乙二胺 | 45.8 | |
| 7 | G | ||||
| 8 | H | ||||
| 9 | I | ||||
| 10 | J | ||||
| 11 | K | ||||
| 12 | L | 25.1 | |||
| 13 | A1 | TiO<sub>2</sub> | |||
| 14 | B1 | TiO<sub>2</sub> | Ag | 乙二胺 | 13.5 |
| 15 | A2 | MgO | |||
| 16 | A3 | SBA-15 | |||
| 17 | B2 | MgO | Ag | 乙二胺 | |
| 18 | B3 | SBA-15 | Ag | 乙二胺 | |
| 19 | B4 | PVP | Ag | 乙二胺 | |
| 20 | B5 | MgO | Ag | 乙二胺 | 70.5 |
| 21 | B6 | MgO | Ag | 乙二胺 | |
| 22 | B7 | MgO | Ag | 乙二胺 | |
| 23 | B8 | MgO | Ag | 乙二胺 | |
| 24 | B9 | MgO | Ag | 乙二胺 | |
| 25 | B10 | MgO | Pd | 酒石酸钠 | 4.5 |
| 26 | B11 | MgO | Ni | 酒石酸钠、氨水 | |
| 27 | B12 | MgO | Ni | 酒石酸钠、氨水 | |
| 28 | B13 | MgO | 乙二胺 | ||
| 29 | B14 | MgO | 乙二胺 | 13.5 | |
| 30 | B15 | MgO | 乙二胺 | ||
| 31 | B16 | TiO<sub>2</sub> | 乙二胺16.6 | 13.8 | |
| 32 | B17 | TiO<sub>2</sub> | 乙二胺16.6 | ||
| 33 | B18 | TiO<sub>2</sub> | 乙二胺16.6 | ||
| 34 | B19 | TiO<sub>2</sub> | 乙二胺16.6 | 4.3 | |
| 35 | B20 | TiO<sub>2</sub> | 乙二胺16.6 | 13.8 | |
| 36 | B21 | TiO<sub>2</sub> | 乙二胺16.6 | ||
| 37 | B22 | TiO<sub>2</sub> | 乙二胺16.6 | ||
| 38 | B23 | TiO<sub>2</sub> | 乙二胺16.6 | ||
| 39 | B24 | TiO<sub>2</sub> | 乙二胺16.6 | 13.6 | |
| 40 | B25 | TiO<sub>2</sub> | 乙二胺16.6 | ||
| 41 | B26 | TiO<sub>2</sub> | 乙二胺16.6 | ||
| 42 | B27 | TiO<sub>2</sub> | 乙二胺16.6 | 13.4 |
表2
| 实例编号 | 催化剂 | 环丁砜产率(％)(超声波辅助) | 环丁砜产率(％) |
| 1 | A | 60.5 | 50.4 |
| 2 | B | 54.4 | 32.0 |
| 3 | C | 53.5 | 32.3 |
| 4 | D | 85.4 | 75.2 |
| 5 | E | 80.4 | 70.2 |
| 6 | F | 78.4 | 66.5 |
| 7 | G | 65.4 | 60.3 |
| 8 | H | 58.4 | 51.2 |
| 9 | I | 65.8 | 45.7 |
| 10 | J | 62.3 | 50.3 |
| 11 | K | 60.2 | 45.3 |
| 12 | L | 25.3 | 10.2 |
| 13 | A1 | 63.2 | 53.6 |
| 14 | B1 | 91.2 | 82.6 |
| 15 | A2 | 59.8 | 42.2 |
| 16 | A3 | 56.7 | 40.3 |
| 17 | B2 | 98.9 | 89.8 |
| 18 | B3 | 65.7 | 55.6 |
| 19 | B4 | 85.6 | 75.2 |
| 20 | B5 | 35.3 | 123 |
| 21 | B6 | 34.5 | 24.6 |
| 22 | B7 | 40.1 | 30.1 |
| 23 | B8 | 25.3 | 10.5 |
| 24 | B9 | 35.2 | 16.2 |
| 25 | B10 | 37.6 | 23.8 |
| 26 | B11 | 50.4 | 42.5 |
| 27 | B12 | 70.6 | 65.3 |
| 28 | B13 | 97.6 | 87.6 |
| 29 | B14 | 96.5 | 84.2 |
| 30 | B15 | 97.8 | 86.5 |
| 31 | B16 | 92.4 | 82.5 |
| 32 | B17 | 93.5 | 93.5 |
| 33 | B18 | 80.6 | 70.6 |
| 34 | B19 | 25.4 | 5.4 |
| 35 | B20 | 10.2 | 3.2 |
| 36 | B21 | 92.1 | 82.1 |
| 37 | B22 | 93.2 | 82.2 |
| 38 | B23 | 93.4 | 83.4 |
| 39 | B24 | 93.5 | 83.5 |
| 40 | B25 | 93.4 | |
| 41 | B26 | 92.9 | |
| 42 | B27 | 92.6 |
Claims (7)
1.一种超声波辅助制备NiB非晶态合金催化剂的方法，包括制备非负载型或负载型催化剂的方法，其特征在于所述方法制备的NiB非晶态合金催化剂的粒径10～250nm，活性组分为NiMB，M为Co或Fe，添加金属0.02％～10％的Pd、Ag、Co、Fe或Au，其中Ni占催化剂的重量5％～90％，M：Ni＝0～1.0，原子比；B：Ni＝0.1～2.0，原子比；
所述方法制备负载型NiB非晶态合金催化剂时使用的载体：TiO2、Al2O3、SiO2、ZnO、MgO、ZrO2、TiO2-Al2O3、ZrO2-Al2O3、ZSM-5、MCM-41、SBA-15、β分子筛、聚乙烯吡咯烷酮或聚苯乙烯；
所述的非负载型NiB非晶态合金催化剂的制备方法包括：
化学还原法：
(1)将可溶性镍盐和可溶性钴盐或可溶性铁盐分别配成溶液A，金属Ni和Co或金属Ni和Fe的浓度为0.01～0.5mol/L，M：Ni＝0～1.0，M为Fe或Co；将KBH4配成0.1～2M的溶液B，加入NaOH控制pH值在7～11；
(2)在0～25℃下，空气或N2气氛，超声波振荡下，将B溶液滴加到A溶液中，得到NiB非晶态合金催化剂；样品用水洗涤至中性，然后无水乙醇洗涤，在乙醇中保存；
或者
化学镀法：
(1)以KBH4为还原剂，可溶性镍盐为主盐，以可溶性钴盐或可溶性铁盐为助盐，乙二胺、酒石酸钠、氨水或柠檬酸钠为络合剂，以硫酸铅或醋酸铅为稳定剂，十二烷基苯璜酸钠或十二烷基硫酸钠为添加剂，采用NaOH调节pH值，镀液配方如下：
主盐：镍盐：5～25g/L；助盐：铁盐或钴盐：0～10g/L；
还原剂：KBH4：1～10g/L；
络合剂：乙二胺：10～30g/L；柠檬酸钠：0～20g/L；酒石酸钠：0～20g/L；稳定剂：
硫酸铅或醋酸铅：0～2000ppm；
添加剂：十二烷基硫酸钠或十二烷基苯璜酸钠：0～10000ppm；
pH：12～14；
温度：35～75℃；
(2)配置0.1～1mol/L的AgNO3溶液，在45℃，超声波条件下，将5ml的AgNO3溶液滴加到150ml的镀液中，反应30min后得到NiB催化剂；
(3)产物先后用水和乙醇洗涤产物至中性，烘干或自然晾干保存，亦可在乙醇中保存；
所述的负载型NiB非晶态合金催化剂制备的方法包括：
化学还原法：
(1)将可溶性镍盐和可溶性钴盐或可溶性铁盐配成溶液，金属Ni和Co或金属Ni和Fe的离子总浓度为0.1～2mol/L，M：Ni＝0～1.0，M为Fe或Co，加入计量的粉末载体，在超声波或无超声波下等体积浸渍4h，金属元素的负载量为5～40％；将所得载体抽滤或离心，晾干、烘干、焙烧；
(2)在超声波条件下，取水或有机溶剂将上述载体分散，载体和溶剂的质量比为1∶10～1∶1，得到浑浊液A；将KBH4配成0.1～2mol/L的溶液B，加入NaOH控制pH值在7～11；
(3)在0～25℃，空气或N2气氛和超声波振荡下，将B液滴加到A溶液中，得到NiB非晶态合金催化剂；样品用水洗涤至中性，然后无水乙醇洗涤，在乙醇中保存；或
化学镀法：
(1)以KBH4为还原剂，可溶性镍盐为主盐，以可溶性钴盐、可溶性铁盐为助盐，乙二胺、酒石酸盐、氨水或柠檬酸盐为络合剂，以硫酸铅或醋酸铅为稳定剂，十二烷基苯璜酸钠或十二烷基硫酸钠为添加剂，采用NaOH调节pH值，镀液配方如下：
主盐：镍盐：5～25g/L；助盐：铁盐或钴盐：0～10g/L；
还原剂：KBH4：1～10g/L；
络合剂：乙二胺：10～30g/L；柠檬酸钠：0～20g/L；酒石酸钠：0～20g/L；稳定剂：
硫酸铅或醋酸铅：0～2000ppm；
添加剂：十二烷基硫酸钠或十二烷基苯璜酸钠：0～10000ppm；
pH：12～14；
温度：35～75℃；
(2)将具有催化化学镀反应的活性金属元素Pd、Ag、Au、Ni、Fe或Co中一种，通过浸渍或化学镀的方法负载在载体上，重量负载量为0.02％～10％；
(3)将上述预先负载活性金属元素的载体与上述化学镀液在45℃，超声波条件下搅拌接触反应10-30min后，先后用水和乙醇洗涤产物至中性；烘干或自然晾干保存，亦可在乙醇中保存。
2、按照权利要求1所述的超声波辅助制备NiB非晶态合金催化剂的方法，其特征在于所述的超声波频率为35～45KHz，输出功率为40-300W。
3、按照权利要求1所述的超声波辅助制备NiB非晶态合金催化剂的方法，其特征在于所述方法中使用的可溶性镍盐是硫酸镍、醋酸镍、硝酸镍或氯化镍；可溶性钴盐是硫酸钴或氯化钴；可溶性铁盐是氯化铁、氯化亚铁或硫酸铁。
4、按照权利要求1所述的超声波辅助制备NiB非晶态合金催化剂的方法，其特征在于所述方法中使用的主盐为硫酸镍、醋酸镍、硝酸镍或氯化镍，助盐为硫酸钴、氯化钴、氯化铁、氯化亚铁或硫酸铁。
5、按照权利要求1所述的超声波辅助制备NiB非晶态合金催化剂的方法，其特征在于所述方法中使用的有机溶剂是四氢呋喃、乙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、N，N-二甲基酰胺中一种或几种混合。
6、按照权利要求1所述的超声波辅助制备负载型NiB非晶态合金催化剂的方法，其特征在于所述方法中使用的载体为：TiO2、Al2O3、SiO2、ZnO、MgO、ZrO2、TiO2-Al2O3、ZrO2-Al2O3、ZSM-5、MCM-41、SBA-15、β分子筛、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或聚苯乙烯(PVA)中的一种。
7、权利要求1制备的NiB非晶态合金催化剂在烯烃加氢中的应用。
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