一种非晶态合金催化剂，其特征在于：所述催化剂的活性比表面积为１０～５０ｍ↑［２］／ｇ，粒径在２～５０ｎｍ范围内可控，且粒径分布均匀。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化剂领域，具体地说，是涉及一种非晶态合金催化剂及其制 备方法和用途。
技术介绍
非晶态合金是一类长程无序而短程有序的新型材料，其独特的结构特征赋予 其高耐腐蚀性、高机械韧性及优良的磁、电、催化性能，同时还具有环境友好的 特点。作为催化剂应用，要求非晶态合金具有较高的比表面积。为提高比表面积，目前一般采用化学还原法制备非晶态合金催化剂。在Journal of Catalysis 150, 434 ~ 438, 1994中曾报道将2. 5MKBH4水溶液在298K，搅拌下滴加到O. 1M醋酸 镍乙醇溶液中，依次用6亳升8M的氨水和大量蒸馏水洗涤沉淀，得到一种非晶 态Ni-B超细粒子催化剂，该方法已经成为制备M-B非晶态合金催化剂的常规方 法；但是，该方法因为金属离子与KBH4的还原反应迅速、放热剧烈，会引起局 部过热，容易导致生成的合金颗粒团聚和/或晶化，因此该方法的最大缺陷是不 能调控非晶态合金颗粒的大小和粒径分布，即使釆用极高的搅拌速度，制得的非 晶态合金催化剂颗粒尺寸仍然非常不均句，粒径分布范围很广，造成催化性能差 异较大、热稳定性差和固定床反应中可能造成压力降增大。最近，我们在Journal of Catalysis 246， 301 ~ 307， 2007中报道了釆用超声辅助水溶液中BHr化学还原"(冊3)62+的方法制备粒径均勻可控的非晶态合金，但该方法获得的非晶态合金粒径要大于50mn。釆用油包水型微乳液制备粒径均匀可控的纳米颗粒是常 釆用的技术，但该方法得到的纳米颗粒含量较少，不适合实际应用；而且，该方 法要大量使用有机溶剂，不仅造成环境污染，还使产品分离困难。由于催化剂粒径尺寸的均勻性对其催化性能具有极为重要的意义首先， 均匀粒径的催化剂颗粒能提供均一的催化反应活性位；其次，均匀粒径的非晶态 合金能增强结构稳定性。因此，如何通过简单实用的工艺制备粒径可控且分布均 匀的非晶态合金催化剂，尤其是粒径小于50mn的非晶态合金催化剂的研究具有 重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种粒径小于50nm，且粒径可控并分布均勾的非 晶态合金催化剂及其制备方法和应用，为现有非晶态合金催化剂领域增添一类 新品种。本专利技术所提供的非晶态合金催化剂，其特征在于其活性比表面积为10-50m7g，粒径在2 50nm范围内可控，且粒径分布均匀。上述非晶态合金催化剂的制备方法，包括如下步骤1) 将金属盐和表面活性剂溶于去离子水中，然后加入油相，充分搅拌混合， 得到水包油微乳液，其中水相与油相的体积比为2~10,表面活性剂与油相 的重量比为0. 1~2;水相中金属盐的浓度为0. 125mol/L;2) 在0~ 3(TC下加入金属硼氢化合物水溶液于上述水包油微乳液中，其中 金属硼氢化合物与水相中金属盐的摩尔比为4: 1~6: 1;3) 将步骤2生成的黑色颗粒先后用水和无水乙醇分别洗涤3~5次，即得 到目标物。上述金属盐优选镍、钴、铁、钌、铠、铂的无机盐或有机盐。 上述表面活性剂优选聚乙二醇或十六烷基三甲基溴化铵。 上述油相优选正己烷、环己烷、环己醇或环己胺。 上述金属硼氢化合物优选硼氢化钠、硼氢化钾或其混合物。 本专利技术所提供的非晶态合金催化剂可作为烯烃、炔烃、芳烃、腈类、硝基 化合物、羰基化合物等含有不饱和官能团化合物的加氢催化剂，尤其对液相肉 桂醛选择性加氢制备肉桂醇反应、液相对氯硝基苯加氢制备对氯苯胺反应、液 相麦芽糖加氢制备麦芽糖醇反应及液相苯酚加氢制备环己酮反应有明显催化 效果。用本专利技术制备的产品通过以下手段进行结构表征X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)，在日本理学Rigaku D/Max-RB型X射线衍射仪上进行样 品的结构分析；透射电镜照片，在日本JEOL JEM2010型高分辨透射电镜于200 kV下获得。图l为实施例1制备的样品的XRD谱图； 图2为实施例1制备的样品的TEM照片。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术是如何实现的做进一步详细、清楚、完整地说明，所列实施例仅对本专利技术予以进一步的说明，并不因此而限制本专利技术 实施例11) 将1. 19g CoCl2 .6H20和5. Og聚乙二醇溶于40mL去离子水中，加入10mL环己烷，充分搅拌混合，得到水包油微乳液。2) 在2(TC下将10mL 2. Omol/L的KBH4水溶液加入上述水包油微乳液中，溶液中逐渐生成黑色颗粒，并有气体冒出。3) 将上述生成的黑色颗粒先后用水和无水乙醇分别洗涤3-5次，即得到 Co-B非晶态合金样品，用Co-B-10表示。附图说明图1为本实施例所制备样品的XRD谱图，从其约45°位置的弥散峰形可确 定制得的样品为非晶态；图2为本实施例所制备样品的TEM照片，从照片可见 所得样品为粒径分布均匀的球形颗粒，表面光滑，粒径为6mn。将本实施例所得催化剂用于由液相肉桂醛制备肉桂醇的加氢反应中，即 在200mL高压釜中依次加入O. 3g催化剂、4mL肉桂醛及40mL乙醇，密闭后充 入l. OMPa氢气，加热恒温于所需要的反应温度10(TC;为消除扩散效应对反应 动力学的影响，控制搅拌速度为1200 rpm;观察反应过程中的氢气压力随时间 的变化，并转换为吸氢速率(vH;反应产物用配有15°/ Apiezon (L)/GasChrom (red)色谱柱和氢火焰检测器的气相色谱检测，所有活性数据均经过三次以上 重复实验，误差范围在5%以内，催化性能见表l所示。实施例21) 将1. 19g CoCh . 6H20和5. Og聚乙二醇溶于40mL去离子水中，加入4mL环己烷，充分搅拌混合，得到水包油微乳液。2) 在25X:下将10mL 2. Omol/L的KBH4水溶液加入上述水包油微乳液中，溶液中逐渐生成黑色颗粒，并有气体冒出。3) 将上述生成的黑色颗粒先后用水和无水乙醇分别洗涤3-5次，即得到 Co-B非晶态合金样品，用Co-B-4表示。本实施例所制备样品的粒径为20nm。本实施例所得催化剂在液相肉桂醛制备肉桂醇的加氢反应中的催化性能 见表1所示。 实施例31) 将1. 19g CoCl2 6H20和5. Og十六烷基三甲基溴化铵溶于40mL去离子 水中，加入8mL环己胺，充分搅拌混合，得到水包油微乳液。2) 在(TC下将15mL 2. Omol/L的NaBH4水溶液加入上述水包油微乳液中， 溶液中逐渐生成黑色颗粒，并有气体冒出。3) 将上述生成的黑色颗粒先后用水和无水乙醇分别洗涤3~5次，即得到 Co-B非晶态合金样品，用Co-B-8表示。本实施例所制备样品的粒径为10nm。本实施例所得催化剂在液相肉桂醛制备肉桂醇的加氢反应中的催化性能 见表l所示。 实施例41) 将1. 19g CoCl2 . 6H20和5. Og十六烷基三甲基溴化铵溶于40mL去离子 水中，加入12mL环己胺，充分搅拌混合，得到水包油微乳液。2) 在30°C下将12. 5mL 2. Omol/L的NaBH4水溶液加入上述水包油微乳液中， 溶液中逐渐生成黑色颗粒，并有气体冒出。3) 将上述生成的黑色颗粒先后用水和无水乙醇分别洗涤3~5次，即得到 Co-B非晶态合金样品，用Co-B-12表示。本实施例所制备样本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种非晶态合金催化剂，其特征在于：所述催化剂的活性比表面积为１０～５０ｍ↑［２］／ｇ，粒径在２～５０ｎｍ范围内可控，且粒径分布均匀。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李辉，李和兴，刘俊，
申请(专利权)人：上海师范大学，
类型：发明
国别省市：31
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