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负载型非晶合金催化剂

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负载型非晶合金催化剂目录 目录    1 1 前言    3 1.1非晶态合金的研究进展    3 1.1.1 非晶态合金的特点    3 1.1.2 非晶态合金催化剂的制备方法    4 1.1.3 非晶态合金催化剂的表征    5 1.1.4 非晶态合金催化剂的改性    6 1.2 化学镀技术与理论    7 1.2.1 化学镀发展简史    7 1.2.2 以次磷酸盐为还原剂的化学镀Ni-P合金的基本原理[40]    8 1.2.3 化学镀镍工艺与研究现状    9 1.3  硝基苯加氢制苯胺的技术研究进展    13 1...

负载型非晶合金催化剂
目录 目录    1 1 前言    3 1.1非晶态合金的研究进展    3 1.1.1 非晶态合金的特点    3 1.1.2 非晶态合金催化剂的制备方法    4 1.1.3 非晶态合金催化剂的 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 征    5 1.1.4 非晶态合金催化剂的改性    6 1.2 化学镀技术与理论    7 1.2.1 化学镀发展简史    7 1.2.2 以次磷酸盐为还原剂的化学镀Ni-P合金的基本原理[40]    8 1.2.3 化学镀镍工艺与研究现状    9 1.3  硝基苯加氢制苯胺的技术研究进展    13 1.3.1  技术概况    13 1.3.2  硝基苯加氢制苯胺的生产工艺    14 1.3.3硝基苯加氢制苯胺的反应机理    15 1.4  课题研究的目的和意义    15 2 实验部分    17 2.1实验药品及仪器    17 2.2铁片上化学镀Ni-Mo-P工艺配方优化    18 2.2.1镀液的基本配方及工艺条件    18 2.2.2增重法测镀层的沉积速率    18 2.2.3 试样的预处理    18 2.2.4实验步骤    19 2.2.5研究各因素对沉积速率的影响    20 2.3 纳米碳纤维表面化学镀Ni-Mo-P    20 2.3.1 纳米碳纤维的预处理    20 2.3.2采用优化后的配方对纳米碳纤维施镀    21 2.3.3扫描电子显微镜(SEM)表征    21 2.3.4 能量色散X射线 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析     21 2.3.5 X射线衍射(XRD)表征    21 2.4 纳米碳纤维负载非晶态合金催化剂用于硝基苯液相加氢的研究    22 2.4.1 实验仪器与试剂表    22 2.4.2 实验装置与具体实验步骤    22 3 结果与讨论    25 3.1钼酸钠浓度对镀层沉积速率的影响    25 3.2温度对沉积速率的影响    25 3.3硫酸镍对沉积速率的影响    26 3.4镀Ni-Mo-P后纳米碳纤维的扫描电镜(SEM)分析    27 3.5镀Ni-Mo-P后纳米碳纤维的XRD分析    28 3.6镀Ni-Mo-P后纳米碳纤维的能量色散X射线谱(EDS)分析    28 参考文献    30 致谢    33 1 综述 1.1非晶态合金的研究进展 非晶态合金作为新型催化材料的研究始于20世纪80年代初。1980年Simth等[1]在第七届国际催化会议上发表了非晶态合金用作催化剂的第一篇论文,标志着非晶态合金催化剂研究的开始。此后,非晶态合金催化剂的研究引起了催化学者的极大兴趣。1986年,VanWonterghem等[2]在《Nature》杂志上报道使用化学还原法制备了超细非晶态合金,首次将“超细粒子”与“非晶态”两个概念结合在一起,称为“Ultrafine Amorphous Alloy Particles”(UFAAP),引起了各国科研工作者的广泛重视和兴趣,从而在催化领域获得了很大发展。非晶态合金催化剂在不饱和化合物催化加氢反应中显示出很高的催化活性、产物选择性和加氢性能,是一种很有前景的高效环境友好的新型催化材料。在各国科研工作者的不懈努力下,近几十年来非晶态合金的应用和制备方法已经取得了很大的进步。1960年美国加州理工学院Duwez[3]教授首次提出喷枪法,将熔融的合金以大约106K/s的冷却速度直接制成Au70Si30非晶态合金,标志着非晶态合金制备工艺的重要发展。在我国国内,RIPP(石油化工科学研究院)最早对非晶态合金在催化领域的应用进行了研究,取得了重大成果,并因此在2006年1月在北京召开的全国科学技术大会上荣获国际技术发明一等奖。另外南京大学、复旦大学等一些国内著名院校近几年也展开了相关研究,并取得了一定的科研成果。南京大学Chen[4]利用化学还原法成功制备了纳米级的Ni-B、Ni-P、Ni-P-B、Ni-Fe-P-B等超细非晶态粒子,使比表面积得到提高。复旦大学邓景发[5]等首先对负载型非晶态催化剂进行了研究,成功的将Ni-B和Ni-P非晶态催化剂负载到SiO2上,得到了比表面积与通常负载型催化剂相同的非晶态催化剂,李同信[6]等利用化学电镀法以硅胶为载体制备了高表面积负载型非晶态Ni-B催化剂。 1.1.1 非晶态合金的特点 非晶态合金也称为无定形合金或金属玻璃,其微观结构不同于晶态金属,之 所以引起催化工作者的极大兴趣是因为它具有以下特点:(1) 短程有序、长程无序性。短程有序是指在近邻配位层内呈有序状态,通常在几个晶格常数范围内保持短程有序,如最近邻原子间距离、配位数相对固定,形成一种类似于原子簇的结构。长程无序是指原子在三维空间呈拓扑无序排列,即不存在通常晶态合金所存在的晶界位错和偏析等缺陷,原子簇的堆积相对随机无序,没有明显的规律性。(2) 热力学的亚稳态性。由于非晶态合金的长程无序短程有序结构使其表面自由能比晶态合金高,因而处于热力学不稳或亚稳状态,在适合的条件下,非晶态结构可以完成晶化过程转变为晶态结构。非晶态合金较晶态合金具有很多独特的物理化学性质[7]。非晶态合金具有各向同性,不存在通常晶态合金中存在的晶界、堆垛层错和偏析等缺陷,催化活性中心可以以单一的形式均匀分布在化学环境中;非晶态合金表面高度不饱和、表面能较高,具有高浓度的高度配位不饱和位,因此对反应分子它具有很强的活化能力和较高的活性中心密度,因而其催化活性和选择性一般要优于相应的晶态催化剂;非晶态合金可以在很宽的范围内调变其组成,从而调变它们的电子结构,以此来获得合适的催化活性中心;非晶态合金表面的非多孔性使其摆脱了传统的多相催化剂普遍存在的反应物种的内扩散影响表面反应的问题,因此在传统的多相催化中存在的扩散限制问题不再影响表面反应。这些独特的特点使非晶态合金催化剂在多相催化中很具有吸引力[8]。此外,非晶态合金还具有一般晶态合金所没有的特性,如较高的电阻率、透磁率,半导及超导特性,良好的抗腐蚀能力及抗辐射性能。 1.1.2 非晶态合金催化剂的制备方法 根据化学组成的不同,非晶态合金催化剂主要分为两大类:(1)金属+类金属型,主要为VIII族过渡金属+类金属,如Fe-B、Ni-P、Ni-B等;(2)金属+金属型。一般为前过渡金属+后过渡金属,如Ni-Zr、Cu-Zr、Pd-Zr等。非晶态合金催化剂的制备方法有很多种,最常用的方法是熔融骤冷法、化学还原法和电化学法。 1.1.2.1 熔融骤冷法 骤冷法[9,10]是将一定组成的物料加入高频电炉中使其熔融, 然后将熔化的合金通过惰性气体的压力经过熔化炉下部的喷嘴喷到一高速旋转并通有冷却水的铜辊上, 快速淬冷并沿铜辊切线抛出, 凝固形成带状非晶态合金[11]。骤冷法是利用特殊手段使熔融的合金以足够快的速度(>100K/s)急速冷却,使合金迅速越过结晶温度而凝固,形成非晶态结构。该方法的缺点是:比表面积小,表面不均匀,而且在制备的过程中表面容易被氧化,催化活性小,所以使用前须进行表面预处理。 1.1.2.2 化学还原法 由于采用骤冷法制备的非晶态合金催化剂比表面积小,针对这一缺点科研工作者利用化学还原法制备出了高比表面积的非晶态合金催化剂,而且制备的非晶态合金催化剂不受低共熔点的限制,不用经过表面预处理就具有很高的催化活性和选择性。 化学还原法是在玻璃化温度下将含有类金属的还原剂添加到金属盐溶液中,用惰性气体保护并剧烈搅拌,逐渐产生黑色沉淀,金属离子逐渐被还原为金属,多次洗涤后干燥即可得到非晶态超微粒子催化剂。该方法制备的非晶态合金催化剂一般是以水或乙醇溶液做溶剂,被还原的金属离子通常是铁、钴、镍、钌、钯等,还原剂通常为次磷酸钠或硼氢化钾(钠),反应体系中各组分浓度、类金属的种类与含量、pH值均对制备的非晶态合金催化剂的性质起调控作用。利用化学还原法制备的超微非晶态合金[12]具有表面原子数多、比表面积大和表面能高的优良特点,同时非晶态合金短程有序、长程无序,所以超微粒子非晶态合金催化剂是一种非常理想的催化材料,具有很高的催化活性和选择性[13]。但利用化学还原法制备超细非晶态合金催化剂也有一些缺点:(1)由于制备的超细非晶态合金催化剂具有高分散性、高表面活性,导致其热稳定性差,受热易晶化。(2)制备成本高而且与产物难分离,工业应用难度大。(3)由于制备的催化剂活性很高,很容易被氧化而失活,使用时需新鲜制备。而若将非晶态合金负载化,不仅能降低催化剂的制备成本,而且还能大大提高催化剂的热稳定性、改善催化性能,为非晶态合金催化剂的工业化提供了一条有效途径。目前很多国内学者利用化学还原法对负载型非晶态合金催化剂的研究取得了一定的成果。他们利用的载体一般为:Al2O3、SiO2[14]、TiO2[15]、介孔分子筛(MCM-41、HMS)[16]、海泡石、碳纳米管[17]、膨润土[18]等。李和兴[19]利用化学还原法合成Pd-B/SiO2催化剂,并进行了苯加氢催化研究,显示了很高的活性;马爱增[20]等利用化学还原法制备了负载型Ni-B非晶态合金催化剂,其热稳定性明显高于纯态Ni-B。南昌大学李凤仪等人[21]进行了大量添加稀土元素的非晶态合金催化剂的研究,结果表明稀土元素的添加可以提高非晶态合金催化剂的活性和热稳定性。邓景发等人采用化学还原法制备了负载型Ni-P、Ni-B、Co-B等非晶态合金催化剂,并进行了不饱和烃类加氢研究[22,23],与传统的Raney镍相比,活性提高了一倍,选择性提高了23%。 继续阅读
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