CN102560290A - 一种纳米硼化镍(NiB)非晶态合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种NiB非晶态合金及其制备方法，上述方法是采用液相还原法制备粒径小，比表面积大的NiB非晶态合金，其中Ni的质量百分比为10％～80％，B的质量百分比为20％～90％。制备方法包括：(1)配置溶液；(2)生成沉淀；(3)洗涤沉淀物和保存。本发明的优越性在于该方法制备的NiB非晶态合金颗粒粒径小，比表面积大，且制备方法简单，有利于大规模生产，适合于催化加氢反应。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种硼化镍(NiB)合金，特别是一种纳米硼化镍(NiB)非晶态合金及其制备方法。
(二)背景技术
非晶态合金是一类具有原子排列长程无序而短程有序结构特点的材料。非晶态合金具有各向同性、活性位分布均匀、活性原子高度配位不饱和等特性，因此在多种催化反应中非晶态合金表现出独特的高活性和高选择性，现已在一些工业加氢反应中取代骨架镍作为催化剂使用。
淬冷法是目前工业上制备非晶态合金的主要方法，其主要步骤是：将熔融的合压置到高速旋转的铜辊上使其骤冷，其冷却速度达到106K/s，这样就制成了带状晶态合金。这种方法经进一步改进，也可以制备丝状非晶态合金。采用上述方法制备的非晶态合金催化剂，其不足之处在于其比表面积小(小于1m2/g)，表面被氧化层覆盖，且步骤繁琐。
化学还原法是利用强还原剂KBH4和NaH2PO2等将金属离子还原来制备非晶态的方法。早在20世纪50年代就出现了用化学还原法制备细小合金颗粒的报道，到1986年Wonterghem等才首次利用这种方法制备了高效非晶态合金催化剂。还原法制备的非晶态合金粒度可以达到纳米级，所以，非晶态合金的比表面积大程度的提高。邓景发、陈懿等在进行非晶态合金催化剂研究时，成功地制备了一系列各种超细和负载型的非晶态合金。所以如何在化学还原法的基础上制备粒径小，比表面积大的硼化镍(NiB)非晶态合金是亟待解决的。
(三)发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米硼化镍(NiB)非晶态合金及其制备方法，该制备方法工艺简单，可以得到具有小粒径，高比表面积的硼化镍(NiB)非晶态合金。
本发明的技术方案：一种纳米硼化镍(NiB)非晶态合金，其特征在于该合金的活性组分由镍(Ni)和硼(B)组成，其中镍(Ni)的质量百分比为10％～80％，硼(B)的质量百分比为20％～90％；
一种纳米硼化镍(NiB)非晶态合金的制备方法，其特征在于它采用液相还原的方法，具体步骤如下：
(1)配置溶液：将镍离子(Ni+)溶于水中，加入5～20ml浓度为25％的氨水，使其溶液充分溶解，加入十二胺，搅拌1小时形成镍(Ni)的络合物；
(2)生成沉淀物：向步骤(1)得到的溶液中滴加硼离子(B+)，反应立即进行并发出氢气，得到形态为非晶态合金的黑色沉淀物硼化镍(NiB)，反应过程中保持温度在10～80℃内，并通入惰性气体保护，以避免反应产物被氧化；
(3)洗涤：待无氢气放出后，用去离子水洗涤沉淀物；
(4)保存：将得到的黑色沉淀物硼化镍(NiB)保存在无水乙醇中。
所述的镍离子(Ni+)是硫酸镍(NiSO4)、氯化镍(NiCl2)、硝酸镍[Ni(NO3)2]中的至少一种。
所述的硼离子(B+)是硼氢化钠(NaBH4)、硼氢化钾(KBH4)中的至少一种。
所述的惰性气体是氮气(N2)或氩气(Ar)中的一种。
本发明的优越性在于：制备的硼化镍(NiB)非晶态合金具有粒径小，比表面积大的特点，制备方法操作简单，批量制备重复性好，且制备成本低廉。
(四)具体实施方式
实施例1：
一种纳米硼化镍(NiB)非晶态合金，其特征在于该合金的活性组分由镍(Ni)和硼(B)组成，其中镍(Ni)的质量百分比为80％，硼(B)的质量百分比为20％。
一种纳米硼化镍(NiB)非晶态合金的制备方法，其特征在于它采用液相还原的方法，具体步骤如下：
(1)配置溶液：称取六水硫酸镍(NiSO4·6H2O)1g加入50ml去离子水配制成硫酸镍(NiSO4)溶液，向溶液中加入5ml浓度为25％的氨水，使其溶液充分溶解，然后加入0.7g十二胺，搅拌1小时形成镍(Ni)的络合物；
(2)生成沉淀物：将0.4g硼氢化钠(NaBH4)加入到10ml去离子水中；室温下将硼氢化钠(NaBH4)溶液滴加到步骤(1)得到的溶液中，反应立即进行并发出氢气，得到形态为非晶态合金的黑色沉淀物硼化镍(NiB)，反应过程中保持温度在10～80℃内，并通入氮气(N2)保护，以避免反应产物被氧化；
(3)洗涤：待无氢气放出后，用去离子水洗涤沉淀物；
(4)保存：将得到的黑色沉淀物硼化镍(NiB)保存在无水乙醇中。
产物硼化镍(NiB)的颗粒粒径在20～25nm左右，比表面积为180.3m2/g。
实施例2：
一种纳米硼化镍(NiB)非晶态合金，其特征在于该合金的活性组分由镍(Ni)和硼(B)组成，其中镍(Ni)的质量百分比为80％，硼(B)的质量百分比为20％。
一种纳米硼化镍(NiB)非晶态合金的制备方法，其特征在于它采用液相还原的方法，具体步骤如下：
(1)配置溶液：称取氯化镍(NiCl2)1g加入50ml去离子水配制成氯化镍(NiCl2)溶液，向溶液中加入10ml浓度为25％的氨水，使其溶液充分溶解，然后加入0.8g十二胺，搅拌1小时形成镍(Ni)的络合物；
(2)生成沉淀物：将0.6g硼氢化钾(KBH4)加入到10ml去离子水中；室温下将硼氢化钾(KBH4)溶液滴加到步骤(1)得到的溶液中，反应立即进行并发出氢气，得到形态为非晶态合金的黑色沉淀物硼化镍(NiB)，反应过程中保持温度在10～80℃内，并通入氮气(N2)保护，以避免反应产物被氧化；
(3)洗涤：待无氢气放出后，用去离子水洗涤沉淀物；
(4)保存：将得到的黑色沉淀物硼化镍(NiB)保存在无水乙醇中。
产物硼化镍(NiB)的颗粒粒径在8～12nm左右，比表面积为260.8m2/g。
实施例3：
一种纳米硼化镍(NiB)非晶态合金，其特征在于该合金的活性组分由镍(Ni)和硼(B)组成，其中镍(Ni)的质量百分比为80％，硼(B)的质量百分比为20％。
一种纳米硼化镍(NiB)非晶态合金的制备方法，其特征在于它采用液相还原的方法，具体步骤如下：
(1)配置溶液：称取六水硝酸镍[Ni(NO3)2·6H2O]1g加入50ml去离子水配制成硝酸镍[Ni(NO3)2]溶液，向溶液中加入10ml浓度为25％的氨水，使其溶液充分溶解，然后加入0.6g十二胺，搅拌1小时形成镍(Ni)的络合F物；
(2)生成沉淀物：将0.4g硼氢化钠(NaBH4)加入到10ml去离子水中；室温下将硼氢化钠(NaBH4)溶液滴加到步骤(1)得到的溶液中，反应立即进行并发出氢气，得到形态为非晶态合金的黑色沉淀物硼化镍(NiB)，反应过程中保持温度在10～80℃内，并通入氩气(Ar)保护，以避免反应产物被氧化；
(3)洗涤：待无氢气放出后，用去离子水洗涤沉淀物；
(4)保存：将得到的黑色沉淀物硼化镍(NiB)保存在无水乙醇中。
产物硼化镍(NiB)的颗粒粒径在45～50nm左右，比表面积为145.3m2/g。
Claims (5)
1.一种纳米硼化镍(NiB)非晶态合金，其特征在于该合金的活性组分由镍(Ni)和硼(B)组成，其中镍(Ni)的质量百分比为10％～80％，硼(B)的质量百分比为20％～90％。
2.一种纳米硼化镍(NiB)非晶态合金的制备方法，其特征在于它采用液相还原的方法，具体步骤如下：
(1)配置溶液：将镍(Ni+)溶于水中，加入5～20ml浓度为25％的氨水，使其溶液充分溶解，加入十二胺，搅拌1小时形成镍(Ni)的络合物；
(2)生成沉淀物：向步骤(1)得到的溶液中滴加硼离子(B+)，反应立即进行并发出氢气，得到形态为非晶态合金的黑色沉淀物硼化镍(NiB)，反应过程中保持温度在10～80℃内，并通入惰性气体保护，以避免反应产物被氧化；
(3)洗涤：待无氢气放出后，用去离子水洗涤沉淀物；
(4)保存：将得到的黑色沉淀物硼化镍(NiB)保存在无水乙醇中。
3.根据权利要求2所述的一种纳米硼化镍(NiB)非晶态合金的制备方法，其特征在于所述的步骤(1)中的镍离子(Ni+)是硫酸镍(NiSO4)、氯化镍(NiCl2)、硝酸镍[Ni(NO3)2]中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的一种纳米硼化镍(NiB)非晶态合金的制备方法，其特征在于所述的步骤(2)中的硼离子(B+)是硼氢化钠(NaBH4)、硼氢化钾(KBH4)中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的一种纳米硼化镍(NiB)非晶态合金的制备方法，其特征在于所述的步骤(2)中的惰性气体是氮气(N2)或氩气(Ar)中的一种。
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| PB01 | Publication | ||
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Application publication date: 20120711 |