反相微乳液法制备镍硼非晶态合金的工艺方法技术

反相微乳液法制备镍硼非晶态合金的工艺方法，包括以下步骤：1、反相微乳液的配制；2、增溶Ni2+的微乳液A的配制；3、增溶BH4-的微乳液B的配制；4、微乳液还原反应生成沉淀；5、洗涤沉淀；6、喷雾干燥。该方法制得的镍硼非晶态合金，由Ni和B构成，其中Ni与B的摩尔原子之比为1：1.0～3.5，NiB粉末的平均比表面积不低于250m2·g-1。本发明专利技术的有益效果在于，所制得的镍基非晶态合金粒径小、比表面积大，同时工艺简单，操控方便，条件温和，设备投入小，能量消耗低，原料成本低廉，有利于大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化学合成与制备
，具体的说是用。
技术介绍
NiB是一种镍硼非晶态合金，Ni和B原子在三维空间结构上的排列呈现“玻璃态”的各向同性，不存在规则的周期性和平移性，也不会出现晶界、位错和偏析等缺陷，处于一种短程有序、长程无序的热力学亚稳态，因而，特殊的微观结构赋予了非晶合金NiB独特的物化性质，使其在复合材料的增强增韧、高强软磁材料、钝化防腐等方面已经获得特殊应用。NiB的组成可以在很大范围内发生变化，致使其表面电子结构和能态可以发生连续调整，因而理论上讲，作为催化剂使用时，NiB的表面配位原子不饱和，表面能较高，能够提供更多的催化活性中心，具有更好的催化能力。实践证明，无论是负载型还是非负载型NiB，与经典的金属镍催化剂相比，均具有更高的活性、选择性和抗中毒能力。尤其是在加氢反应中有望取代传统的骨架镍，甚至取代贵金属钯等催化剂，是一种低成本的高效绿色催化剂，因而广受期待。非负载型非晶态NiB的制备方法主要有液体淬冷法和化学还原法。早期采用的多为液体淬冷法，但该法制备的NiB非晶合金比表面积较小(彡Im3-g-1),且表面不够均匀，易被氧化层覆盖，作为催化剂使用时需要加以表面改性。相对而言，化学还原法制备NiB则具有工艺设备要求简单、操作方便等优点，而且产物粒径较小，比表面积较大，因此近年来化学还原法已成为制备非晶态合金的研究开发热点。反相微乳液法是近年来新兴的一种制备微纳米材料的有效方法。反相微乳液是一种透明或半透明的热力学稳定的分散体系，在表面活性剂及助表面活性剂的作用下，水相以微水核(8-80nm)的形式分散在连续的油相之中。通过调控水相、油相及助剂加入量等比例关系，能够调节微水核的形貌及大小，以此作为“微反应器”，通过增溶作用，使还原反应在“微反应器”中进行，同时借助微水核的软模板作用，实现对产物形貌、大小和分散度的有效控制。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种利用，其工艺简单，条件温和，操控简便，能够快速的制备出粒径较小，比表面积较大的NiB非晶态合金,适合大规模生产。本专利技术为解决上述技术问题，所采用的技术方案是:，包括以下步骤:` (I)、反相微乳液的配制:室温下，按体积份数取低级脂肪醇I份、水2.5 3.2份、低碳烷烃8.0 8.5份，加入容器中，搅拌下充分混合，然后加入表面活性剂，超声波处理30 60min，充分乳化、混合，制得含有表面活性剂浓度为0.1 0.3 g.πιΓ1的反相微乳液，备用； (2)、增溶Ni2+的微乳液A的配制:取一份步骤(I)制得的反相微乳液，将可溶性镍盐加入反相微乳液中，用超声波处理3(T60min，使镍盐完全溶解，制得含Ni2+浓度为0.15 0.30 mol.Γ1的微乳液A，备用； (3)、增溶BH4_的微乳液B的配制:另取一份步骤(I)制得的反相微乳液，加入NaOH固体，充分搅拌、溶解，控制NaOH在溶液中的浓度为0.0015 0.0030 mol.Γ1，然后加入硼氢化物，超声波处理3(T60min，使硼氢化物完全溶解，形成含BH4-浓度为0.40 1.20 mol -Γ1的微乳液B，备用； (4)、微乳液还原反应生成沉淀:在圆底烧瓶中，通入氮气保护，加入步骤(2)制得的微乳液A，在超声波作用下，将与微乳液A等体积的微乳液B逐滴加入到烧瓶中，反应后得到NiB非晶态合金的黑色沉淀； (5)、洗涤沉淀:将黑色沉淀移出，依次用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤3 5次，洗涤后，将黑色沉淀封存于混合溶剂中，制得固液混合物，控制固液混合物中固体质量含量为10 30% ； 其中，混合溶剂为体积比为1:1的无水乙醇与水的混合液； (6)、喷雾干燥:将步骤(5)得到的固液混合物用超声波处理30min，然后在氮气保护下进行喷雾干燥，调节喷雾干燥器的进风温度为40 60°C，收集干燥产物，得到黑色粉末状的 NiB。所述步骤(I)中的低级脂肪醇为正丁醇、正戊醇或正己醇中的至少一种。在微乳液形成及反应过程中，低级脂肪醇起到了助表面活性剂的作用，有利于增大微水核的稳定性。所述步骤(I)中的低碳烷烃为正己烷、正庚烷或环己烷中的至少一种。低碳烷烃在微乳液形成及反应过程中，能够起到形成连续油相的作用。所述步骤(I)中的表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠或聚乙二醇辛基苯基醚中的至少一种。表面活性剂在反应中，起到降低油-水相之间的界面张力、增强反应物在微水核中溶解能力的作用。所述步骤(2)中的可溶性镍盐为NiS04、NiAc2或Ni (NO3)2中的至少一种。可溶性镍盐在反应中，起到提供反应所需阳离子的作用。所述步骤(3冲的硼氢化物为NaBH4或KBH4中的至少一种。硼氢化物在反应中，提供反应所需的硼离子。镍硼非晶态合金，由Ni和B构成，其中Ni与B的摩尔原子之比为1:1.0 3.5，NiB粉末的平均比表面积不低于250 m2.g'有益效果: (I)、与传统的NiB非晶态合金的制备方 法相比，本专利技术工艺简单，操控方便，条件温和，设备投入小，能量消耗低，原料成本低廉，有利于大规模生产。(2)、通过微乳液的增溶作用，使还原反应在“微反应器”中进行，同时借助微水核的软模板作用，实现对产物形貌、大小和分散度的有效控制。使得制得的NiB非晶态合金粒径较小，比表面积较大，作为催化剂使用时更高效。具体实施例方式以下是本专利技术的具体实施例，以下的实施例便于更好地理解本专利技术，但并不限定本专利技术。，包括以下步骤: (1)、反相微乳液的配制:室温下，按体积份数取低级脂肪醇I份、水2.5 3.2份、低碳烷烃8.0 8.5份，加入容器中，搅拌下充分混合，然后加入表面活性剂，超声波处理30 60min，充分乳化、混合，制得含有表面活性剂浓度为0.1 0.3 g.πιΓ1的反相微乳液，备用； (2)、增溶Ni2+的微乳液A的配制:取一份步骤(I)制得的反相微乳液，将可溶性镍盐加入反相微乳液中，用超声波处理3(T60min，使镍盐完全溶解，制得含Ni2+浓度为0.15 0.30 mol.Γ1的微乳液A，备用； (3)、增溶BH4_的微乳液B的配制:另取一份步骤(I)制得的反相微乳液，加入NaOH固体，充分搅拌、溶解，控制NaOH在溶液中的浓度为0.0015 0.0030 mol.Γ1，然后加入硼氢化物，超声波处理3(T60min，使硼氢化物完全溶解，形成含BH4-浓度为0.40 1.20 mol -Γ1的微乳液B，备用； (4)、微乳液还原反应生成沉淀:在圆底烧瓶中，通入氮气保护，加入步骤(2)制得的微乳液A，在超声波作用下，将与微乳液A等体积的微乳液B逐滴加入到烧瓶中，反应后得到NiB非晶态合金的黑色沉淀； (5)、洗涤沉淀:将黑色沉淀移出 ，依次用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤3 5次，洗涤后，将黑色沉淀封存于混合溶剂中，制得固液混合物，控制固液混合物中固体体积含量为10 30% ； 其中，混合溶剂为体积比为1:1的无水乙醇与水的混合液； (6)、喷雾干燥:将步骤(5)得到的固液混合物用超声波处理30min，然后在氮气保护下进行喷雾干燥，调节喷雾干燥器的进风温度为40 60°C，收集干燥产物，得到黑色粉末状的 NiB。所述的步骤(I)中的低级脂肪醇为正丁本文档来自技高网...

【技术保护点】
反相微乳液法制备镍硼非晶态合金的工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）、反相微乳液的配制：室温下，按体积份数取低级脂肪醇1份、水2.5～3.2?份、低碳烷烃8.0～8.5份，加入容器中，搅拌下充分混合，然后加入表面活性剂，超声波处理30～60min，充分乳化、混合，制得含有表面活性剂浓度为0.1～0.3?g·ml?1的反相微乳液，备用；（2）、增溶Ni2+的微乳液A的配制：取一份步骤（1）制得的反相微乳液，将可溶性镍盐加入反相微乳液中，用超声波处理30~60min，使镍盐完全溶解，制得含Ni2+浓度为0.15?~?0.30?mol·l?1的微乳液A，备用；（3）、增溶BH4?的微乳液B的配制：另取一份步骤（1）制得的反相微乳液，加入NaOH固体，充分搅拌、溶解，控制NaOH在溶液中的浓度为0.0015?~?0.0030?mol·l?1，然后加入硼氢化物，超声波处理30~60min，使硼氢化物完全溶解，形成含BH4?浓度为0.40?~?1.20?mol·l?1的微乳液B，备用;（4）、微乳液还原反应生成沉淀：在圆底烧瓶中，通入氮气保护，加入步骤（2）制得的微乳液A，在超声波作用下，将与微乳液A等体积的微乳液B逐滴加入到烧瓶中，反应后得到NiB非晶态合金的黑色沉淀；（5）、洗涤沉淀：将黑色沉淀移出，依次用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤3?~?5次，洗涤后，将黑色沉淀封存于混合溶剂中，制得固液混合物，控制固液混合物中固体质量含量为10?~?30%；其中，混合溶剂为体积比为1?:?1的无水乙醇与水的混合液；（6）、喷雾干燥：将步骤（5）得到的固液混合物用超声波处理30min，然后在氮气保护下进行喷雾干燥，调节喷雾干燥器的进风温度为40?~?60℃，收集干燥产物，得到黑色粉末状的NiB。...

【技术特征摘要】
1.反相微乳液法制备镍硼非晶态合金的工艺方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)、反相微乳液的配制:室温下，按体积份数取低级脂肪醇I份、水2.5 3.2份、低碳烷烃8.0 8.5份，加入容器中，搅拌下充分混合，然后加入表面活性剂，超声波处理30 60min，充分乳化、混合，制得含有表面活性剂浓度为0.1 0.3 g.πιΓ1的反相微乳液，备用； (2)、增溶Ni2+的微乳液A的配制:取一份步骤(I)制得的反相微乳液，将可溶性镍盐加入反相微乳液中，用超声波处理3(T60min，使镍盐完全溶解，制得含Ni2+浓度为0.15 0.30 mo I.Γ1的微乳液A，备用； (3)、增溶BH4_的微乳液B的配制:另取一份步骤(I)制得的反相微乳液，加入NaOH固体，充分搅拌、溶解，控制NaOH在溶液中的浓度为0.0015 0.0030 mol.Γ1，然后加入硼氢化物，超声波处理3(T60min，使硼氢化物完全溶解，形成含BH4-浓度为0.40 1.20 mol -Γ1的微乳液B，备用； (4)、微乳液还原反应生成沉淀:在圆底烧瓶中，通入氮气保护，加入步骤(2)制得的微乳液A，在超声波作用下，将与微乳液A等体积的微乳液B逐滴加入到烧瓶中，反应后得到NiB非晶态合金的黑色沉淀； (5)、洗涤沉淀:将黑色沉淀移出，依次用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤3 5次，洗涤后，将黑色沉淀封存于混合溶剂中，制得固液混合物，控制固液混合物中固体质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军，李莉莉，李承轩，白孝康，李晶晶，王修才，宋帮才，杜西刚，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：