一种雷尼镍催化剂及其制备方法技术

本申请涉及镍催化剂技术领域，具体公开了一种雷尼镍催化剂及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种雷尼镍催化剂及其制备方法


[0001]本申请涉及镍催化剂
，更具体地说，它涉及一种雷尼镍催化剂及其制备方法
。

技术介绍

[0002]雷尼镍是一种具有多孔结构和较大比表面积的固态催化剂，主要成分是镍和少量铝，可以用于烯烃
、
炔烃
、
氮氮双键
、
腈
、
二烯烃
、
芳香烃等不饱和化合物与氢气的加成反应
。
[0003]制备雷尼镍的第一步是制作镍铝合金粉，这一过程需要将镍和铝在熔炉中熔合，然后将所得的共熔体进行淬火冷却，随后打粉制成均匀的细小颗粒
。
制备雷尼镍的第二步是浸出活化，这一过程是将镍铝合金粉用浓氢氧化钠溶液除去镍铝合金中的铝，铝被腐蚀溶解后形成多孔结构，活化后获得催化活性
。
[0004]雷尼镍的催化活性来自于镍自身的催化性质和多孔的结构，而浸出反应的效果会直接影响多孔结构的微观形态，进而影响催化活性
。
在浸出反应过程中，若铝组分的腐蚀溶解速度过慢，生成的氢氧化铝来不及被进一步转化成铝酸钠就会堵塞已生成的孔洞，从而妨碍氢氧化钠进入合金内部进一步腐蚀铝，导致催化活性下降
。
若铝组分的腐蚀溶解速度过快，容易造成孔壁坍缩粘连，同样影响浸出的效果，因此如何改善浸出反应状态，提升催化活性是技术人员亟待解决的技术难题
。

技术实现思路

[0005]为了进一步改善浸出反应状态，提升催化活性，本申请提供一种雷尼镍催化剂及其制备方法
。
[0006]第一方面，本申请提供一种雷尼镍催化剂的制备方法，采用如下的技术方案：一种雷尼镍催化剂的制备方法，包括如下步骤：
S1
：取高纯镍铝合金打粉制得合金粉，所述高纯镍铝合金中镍与铝的质量比为
1:1
；
S2
：按重量份计，将
250
‑
300
份纯度为
99%
的固体氢氧化钠
、30
‑
50
份极化液
、10
‑
20
份四丁基氢氧化磷
、3
‑5份三乙醇胺
、1000
‑
1200
份去离子水混合均匀制得浸出液；所述极化液采用包括如下步骤的方法制得：1）按质量比
1:(0.15
‑
0.2):(0.05
‑
0.1)
称取凝胶材料
、
聚丙烯酰吗啉
、
硫脲置于反应釜内，加入去离子水混合均匀制成前驱液；凝胶材料为卡波姆
、
纳米纤维素中的一种或多种；2）将前驱液升温至
50
‑
65℃
，加入席夫碱继续反应1‑2小时即得；所述席夫碱为水杨醛缩
L
‑
赖氨酸席夫碱
、
香草醛缩
L
‑
赖氨酸席夫碱
、
水杨醛缩
L
‑
天冬氨酸席夫碱中的一种或多种；
S3
：先在冰浴环境下将
300
份合金粉缓慢加入浸出液中，加入过程中控制浸出液的温度小于
20℃
，加入结束后将冰浴环境更换为室温，当出现气泡后以
0.2
‑
0.25℃/min
的升
温速度加热至
100℃
，在
100℃
温度环境下维持
1.5
‑
2h
，然后以
0.5℃/min
的降温速度冷却至室温，静置后得到沉淀物，采用倾析法洗涤数次后即得
。
[0007]通过采用上述技术方案，本申请采用镍与铝比例为
1:1
的高纯镍铝合金制得的合金粉作为浸出原料，可以提升产品的催化活性
。
在浸出反应过程中，氢氧化钠与合金粉中的铝反应生成铝酸钠和氢气，同时形成多孔结构
。
但传统的浸出液对合金粉进行浸出时，容易发生铝腐蚀浸出速度不易控制的情况，导致多孔结构的形态以及催化活性变差
。
[0008]对此，申请人在浸出液中加入极化液
、
四丁基氢氧化磷和三乙醇胺，极化液中的凝胶材料在浸出液中形成凝胶网络结构，同时聚丙烯酰吗啉和硫脲在凝胶网络结构中进行分子嵌入，能够调节氢氧化钠在腐蚀孔道内外的扩散速度，使腐蚀界面处的浓差极化现象减弱，获得均匀稳定的浸出过程
。
并且，四丁基氢氧化磷和三乙醇胺可以在孔道内部形成吸附，抑制铝腐蚀过程中产生的热力学坍缩，减少孔道内部结构重排，进一步改善浸出效果，提升催化活性
。
[0009]另外，申请人在此基础上加入席夫碱，利用席夫碱与凝胶材料的羟基之间形成动态配位键，从而构建配位中间体，配位中间体中的
S、N
等电负性原子，以及亚胺基
、
氨基等基团能在腐蚀界面外形成吸附膜层，对产生的浸出反应物进行吸附和传递，调控铝的腐蚀速度，获得更加均匀
、
完善的孔道结构，具有较强的催化活性
。
[0010]优选的，所述凝胶材料由卡波姆
、
纳米纤维素按质量比
1:(0.1
‑
0.25)
组成
。
[0011]通过采用上述技术方案，进一步筛选和实验凝胶材料的组成配比，采用卡波姆与纳米纤维素形成互穿凝胶网络结构，获得更加稳定的凝胶网络结构，能够对浸出反应起到更好的调节作用，进一步改善铝的浸出反应状态
。
[0012]优选的，所述步骤2）中，前驱液中凝胶材料与席夫碱的质量比为
1:0.05。
[0013]通过采用上述技术方案，优化和调整凝胶材料与席夫碱的质量比，平衡吸附膜层的吸附能力，使铝的腐蚀速度处于更加平稳
、
均匀的状态
。
[0014]优选的，所述步骤1）中，凝胶材料经过溶胀处理，溶胀处理是将凝胶材料置于二甲基亚砜溶液中浸泡处理，然后过滤，用无水乙醇洗涤
、
干燥
。
[0015]通过采用上述技术方案，使用二甲基亚砜溶液对凝胶材料浸泡处理，可以打开凝胶材料的有序结构，增加无序结构的比例，暴露出更多的活性集团，有利于配位中间体的构建，提升对浸出反应的调节作用
。
[0016]优选的，所述浸泡处理的时间为
15
‑
30min。
[0017]通过采用上述技术方案，优化和调整浸泡处理的时间，平衡有序结构与无序结构的比例，降低因无序结构过多产生的凝胶网络结构稳定性变差的几率
。
[0018]优选的，所述步骤2）中，席夫碱由水杨醛缩
L
‑
赖氨酸席夫碱
、
香草醛缩
L
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种雷尼镍催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1
：取高纯镍铝合金打粉制得合金粉，所述高纯镍铝合金中镍与铝的质量比为
1:1
；
S2
：按重量份计，将
250
‑
300
份纯度为
99%
的固体氢氧化钠
、30
‑
50
份极化液
、10
‑
20
份四丁基氢氧化磷
、3
‑5份三乙醇胺
、1000
‑
1200
份去离子水混合均匀制得浸出液；所述极化液采用包括如下步骤的方法制得：1）按质量比
1:(0.15
‑
0.2):(0.05
‑
0.1)
称取凝胶材料
、
聚丙烯酰吗啉
、
硫脲置于反应釜内，加入去离子水混合均匀制成前驱液；凝胶材料为卡波姆
、
纳米纤维素中的一种或多种；2）将前驱液升温至
50
‑
65℃
，加入席夫碱继续反应1‑2小时即得；所述席夫碱为水杨醛缩
L
‑
赖氨酸席夫碱
、
香草醛缩
L
‑
赖氨酸席夫碱
、
水杨醛缩
L
‑
天冬氨酸席夫碱中的一种或多种；
S3
：先在冰浴环境下将
300
份合金粉缓慢加入浸出液中，加入过程中控制浸出液的温度小于
20℃
，加入结束后将冰浴环境更换为室温，当出现气泡后以
0.2
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：孟鑫，孟祥圣，赵德军，翟国会，齐蓬勃，
申请(专利权)人：山东嘉虹化工有限公司，
类型：发明
国别省市：