以B_2O_3改性γ-Al_2O_3为载体制备低P/Ni摩尔比磷化镍加氢脱硫催化剂的研究

采用等体积浸渍法在γ-Al_2O_3中引入了B_2O_3,以较低P/Ni摩尔比(1.2)的磷酸盐作前驱体,利用程序升温还原法制备了以Al_2O_3为载体的磷化镍催化剂,并考察了催化剂的加氢脱硫反应性能。结果表明,B_2O_3抑制了Al_2O_3与磷酸盐之间的反应,降低了磷损失。获得Ni_2P所需的最低B_2O_3质量分数在10%～20%之间。当B_2O_3质量分数≤10%时,主要得到Ni_(12)P_5。在γ-Al_2O_3载体中引入B_2O_3显著提高了催化剂的加氢脱硫活性,但B_2O_3质量分数大于10%时催化剂的活性降低。二苯并噻吩在磷化镍催化剂上主要通过直接脱硫路径进行反应,引入B_2O_3提高了磷化镍催化剂酸性和加氢选择性。     

Ni_2P的水热合成与表征

以水为溶剂,红磷、硝酸镍为原料,采用水热法制备磷化镍(Ni_2P),并考察了P/Ni摩尔比、表面活性剂种类、反应时间和反应温度对产物晶型、晶粒大小、形貌的影响。利用XRD(X射线衍射)、BET(N2吸附)、SEM(扫描电子显微镜)分别对产物的织构与形貌进行了表征。结果表明,反应温度以及表面活性剂的种类都会不同程度地影响产物的相态,温度太低,很难合成Ni_2P;温度太高,容易生成Ni_2P、Ni12P5的混合物,硬脂酸钠易于合成六方相Ni_2P,而且可显著增大比表面积;P/Ni摩尔比、反应时间也会不同程度地影响产物的结晶度。当添加了适量硬脂酸钠以及P/Ni摩尔比为6时,经过时间12 h、温度120℃,合成了纯净的六方相Ni_2P,形状类似为球形,粒径4⁶μm,比表面积为32.734 m2/g。     

Ni_2P的水热合成与表征

以水为溶剂,红磷、硝酸镍为原料,采用水热法制备磷化镍(Ni_2P),并考察了P/Ni摩尔比、表面活性剂种类、反应时间和反应温度对产物晶型、晶粒大小、形貌的影响。利用XRD(X射线衍射)、BET(N2吸附)、SEM(扫描电子显微镜)分别对产物的织构与形貌进行了表征。结果表明,反应温度以及表面活性剂的种类都会不同程度地影响产物的相态,温度太低,很难合成Ni_2P;温度太高,容易生成Ni_2P、Ni12P5的混合物,硬脂酸钠易于合成六方相Ni_2P,而且可显著增大比表面积;P/Ni摩尔比、反应时间也会不同程度地影响产物的结晶度。当添加了适量硬脂酸钠以及P/Ni摩尔比为6时,经过时间12 h、温度120℃,合成了纯净的六方相Ni_2P,形状类似为球形,粒径4~6μm,比表面积为32.734 m2/g。     

本体磷化镍的水热合成研究

以水为溶剂,硝酸镍和次亚磷酸钠为原料,采用水热合成法制备了本体磷化镍催化剂,考察了磷镍比、反应温度、反应时间和不同表面活性剂对合成磷化镍性质的影响。结果表明,在P∶Ni=6∶1,反应温度120℃,反应时间12 h的条件下,制备出较纯净的六方相磷化镍。添加表面活性剂聚乙二醇20000,可以在一定程度上提高磷化镍的比表面积。     

NiCo双金属磷化物纳米片的制备及其电催化性能

以硝酸镍为镍源、硝酸钴为钴源,通过钼酸根和二甲基咪唑改变活性位点和结构,制备层状双金属氢氧化物,并以次磷酸钠为磷源制备了磷化镍钴双金属催化剂。利用电化学工作站对催化剂的析氢反应和析氧反应性能进行了测试,并使用电子显微镜对催化剂的显微结构进行表征。通过改变镍钴加入量探究双金属比例对催化剂电催化性能的影响。结果表明,当Ni、Co比例为1∶1时性能最好。     

本体磷化镍的水热合成研究

以水为溶剂,硝酸镍和次亚磷酸钠为原料,采用水热合成法制备了本体磷化镍催化剂,考察了磷镍比、反应温度、反应时间和不同表面活性剂对合成磷化镍性质的影响。结果表明,在P∶Ni=6∶1,反应温度120℃,反应时间12 h的条件下,制备出较纯净的六方相磷化镍。添加表面活性剂聚乙二醇20000,可以在一定程度上提高磷化镍的比表面积。     

环境友好磷化镍催化剂的HDN性能研究

制备钛铝复合载体负载活性组分磷化镍,采用原位还原技术制备出环境友好型Ni2P/Ti O2-Al2O3催化剂并对催化剂的加氢脱氮性能进行评价。主要考察复合载体中不同钛铝配比、不同Ni/P摩尔比及活性组分Ni2P负载量、不同模板剂用量对催化剂活性的影响,确定催化剂最佳制备方法。     

Ni_2P/SiO_2催化剂制备及其乙酸加氢制乙醇催化性能评价

通过等体积浸渍和N_2气流中热处理过程制备了系列氧化硅负载过渡金属磷化物催化剂,经乙酸加氢制乙醇反应实验和动力学分析评价催化剂性能。研究结果表明,随着反应温度从280℃升高到340℃,乙酸转化率和乙醇选择性均逐渐提高。随着催化剂制备的P/Ni摩尔比从2:1增大到4:1,催化剂活性和乙醇选择性均先增大后减小,P/Ni摩尔比为3:1催化剂性能较佳。250℃热处理制备催化剂的催化性能优于200℃及300℃。Ni_2P/SiO_2催化剂活性和乙醇选择性均高于Co_2P/SiO_2催化剂。用次磷酸钠作为磷补充源制备催化剂的性能优于次磷酸钾。采用较佳条件下制备的Ni_2P/SiO_2催化剂,在温度340℃、压力2.0 MPa、氢酸进料量比10:1、质量空速0.4 h~(-1)条件下进行乙酸加氢反应,乙酸转化率为100%,乙醇选择性达到74.56%,并且适当升高反应温度会进一步提高乙醇选择性。     

多层级孔结构氮掺杂硫化镍的电化学制备及高效产氢研究

利用简易方法制备同时具有丰富活性位点和优异本征活性的硫化镍电催化剂以实现高效电解水产氢对于可持续的氢能经济至关重要。利用简单两步电化学沉积法在泡沫镍基底上构建出一种新型的具有多层级孔结构的氮掺杂硫化镍电催化剂(Ni-S-N/Ni/NF)。该Ni-S-N/Ni/NF催化剂不仅拥有大量活性位点并且展现出增强的本征活性，在1 mol·L^-1氢氧化钾电解液中表现出优异的析氢性能，仅需84 mV过电位即可实现10 mA·cm^-2的电流密度。该工作有望为高性能硫化镍催化剂的制备提供有益借鉴。     

TiO_2改性对Ni_2P/α-Al_2O_3催化加氢脱氧性能的研究

以α-Al_2O_3为载体,经(CA-Ni-P-Pd)+TiO_2和(Ni-P-Pd)+(TiO_2-CA)路径,采用程序升温还原法(TPR)制备了负载型磷化镍(Ni_2P)催化剂,采用XRD和H_2-TPR等技术对催化剂结构进行表征,对其催化加氢脱氧性能进行测试。实验结果表明,TiO_2的添加有效降低催化剂氧化物前驱体的还原温度;相比于Ni_2PPd/α-Al_2O_3,TiO_2-CA改性的催化剂中Ni_2P的晶粒均有不同程度的变大。     

镍钼比对Ni-Mo-N催化剂结构及苯/噻吩加氢性能的影响

为了进一步提高Ni-Mo-N催化剂在苯/噻吩加氢反应中的抗硫能力,采用氢气还原法制备了不同镍钼摩尔比的NiMo-N催化剂,考察镍钼摩尔比对其晶相结构、比表面积、孔径、还原性能以及氢气吸脱附性能的影响。结果表明,氢气还原法可以制备出纯相Ni_2Mo_3N,适当地减小镍钼摩尔比,有利于形成晶粒尺寸较小的Ni_2Mo_3N,从而改变活性组分Ni_2Mo_3N与金属Mo的相互作用和催化剂的氢气吸脱附性能;催化剂Ni/Mo-2/4具有较小的晶粒尺寸(18.3 nm),最强的Ni_2Mo_3N与Mo间的相互作用和最大的高温氢气脱附量(18.24μmol/g)。将该催化剂用在0.003%噻吩存在下的苯加氢反应中发现,苯的转化率始终接近100%,并在53 h内保持很好的稳定性。     

Ni2P/TiO2上噻吩加氢脱硫性能研究

在10%H2/N2流动气氛下,用程序升温还原方法由相应的磷酸盐合成了二氧化钛负载磷化镍(Ni2P/TiO2)催化剂,用X射线衍射(XRD)、低温N2吸附(BET)等技术对催化剂的结构和性质进行了表征,在高压连续流动固定床反应装置上以噻吩为模型化合物,考察该催化剂的制备条件对其加氢脱硫性能的影响.结果表明,由Ni/P摩尔比为1/2和1/3的前驱体制备的催化剂表面仅出现Ni2P物相;由Ni/P摩尔比为1/1的前驱体制备的催化剂表面出现的主要物相为Ni2P,同时还存在少量Ni12P5相.催化剂的比表面积随前驱体中Ni和P含量的增加而减小.在温度370℃,压力3.0 MPa,VHSV为2 h-1,氢油比(v/v)为450的反应条件下,由Ni负载量为15%(wt)、Ni/P摩尔比为1/2的前驱体所制得Ni2P/TiO2催化剂对含硫0.1%(wt)油具有接近100%的脱硫转化率,并有良好的稳定性.加氢脱硫反应工艺条件研究结果表明:压力、液时进料体积空速以及氢油比对Ni2P/TiO2催化剂对噻吩加氢脱硫性能影响在较宽的范围内变化不大.反应温度对该催化剂上的噻吩加氢脱硫反应的影响较大,当反应温度高于300℃,催化剂对噻吩加氢脱硫性能达到接近100%的脱硫率.     

双金属磷化物NiCuP的制备及其光催化产氢性能研究

过渡金属磷化物材料具有半导体材料和金属的特点，被证明是一种高性能的催化剂，可以替代一些经典的贵金属材料用于光催化分解水产氢。在本文中，采用次磷酸盐热还原法制备高性能的光催化剂磷化镍铜（NiCuP），并着重讨论了光敏剂、牺牲剂、催化剂用量对光催化分解水产氢性能的影响。结果表明，通过这种简单方法制备出的磷化镍铜（NiCuP）具有很高的催化活性，且在最优条件下光照20 h，产氢性能最高，其产氢量为0.259 0 mmoL。因此，此方法可以为过渡金属磷化物的制备和研究提供实验数据和参考。     

不同磷源等离子体制备高活性Ni_2P加氢脱硫催化剂

以氯化镍(硝酸镍)和次磷酸铵(磷酸氢二铵)(Ni:P摩尔比为1)为原料,氢等离子体还原法(PR)制备高活性加氢脱硫Ni_2P催化剂,新制备的催化剂在移入固定床反应器之前用质量分数10%H_2S/Ar钝化,以保护其结构不被破坏。以质量分数为0.8%的二苯并噻吩(DBT)/十氢萘溶液为模型化合物,考察了不同磷原催化剂的加氢脱硫(HDS)性能。X射线衍射(XRD)对制备的催化剂晶相进行了表征。实验证明,低价态P源制备的Ni_2P催化剂(N_2P-1-PR)的加氢脱硫(HDS)活性高于高价态P源制备的Ni_2P催化剂(N_2P-2-PR)。XRD表征结果表明,N_2P-1-PR粒度较小,导致其高活性增加。在Ni_2P催化剂上,DBT主要通过直接脱硫路径(DDS)。     

Ni/ZnO-ZrO2催化低温乙醇水蒸气重整制氢

以草酸钠为共沉淀剂,采用共沉淀法制备了以ZnO-ZrO2为载体的镍基乙醇水蒸气重整制氢催化剂(Ni/ZnO-ZrO2)。考察了不同锌锆摩尔比的ZnO-ZrO2负载的镍基催化剂在300～450℃催化乙醇水蒸气重整制氢的反应性能。用TPR、TPO、XRD对催化剂试样进行了表征。结果表明,当n(Zn)∶n(Zr)=1∶1,Ni负载质量分数10%时,催化剂中有镍锌复合氧化物生成,350℃时乙醇转化率达100%,450℃氢气选择性接近90%;TPO结果表明,ZnO-ZrO2复合载体可以降低催化剂上的积炭量。     

化学镀法制备Ni3P/γ-Al2O3及其催化苯酚加氢脱氧性能

采用浸渍-化学镀的方法,经磷酸刻蚀合成出了Ni_3P/γ-Al_2O_3催化剂。实验考察了P与Ni物质的量比(P/Ni比)、络合剂种类、柠檬酸钠与镍的物质的量比(TSC/Ni比)以及不同种类和不同时间的酸处理对催化剂物相结构的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、N_2-物理吸附和NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)对制备的催化剂进行表征,并以苯酚的十氢萘溶液(质量分率为1%)为原料考察了磷酸刻蚀前后催化剂的加氢脱氧反应性能。结果表明:选取P/Ni比为6,按照TSC/Ni比为1的比例添加柠檬酸钠作为络合剂,经磷酸刻蚀12 h后可获得纯相Ni_3P/γ-Al_2O_3催化剂。与刻蚀前相比,磷酸刻蚀后的催化剂酸性增强,表现出更高的低温加氢脱氧活性,150℃苯酚的转化率由65.5%提高到99.0%,环己烷选择性提高一倍;250℃时苯酚已完全转化,环己烷选择性高达98.7%。     

前驱体焙烧温度对Ni_2P/SiO_2月桂酸甲酯脱氧性能的影响

以负载磷酸镍为前驱体采用程序升温还原法制备了Ni_2P/SiO_2催化剂,采用H2-程序升温还原(H_2-TPR)、X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、N_2吸附、CO吸附和NH_3-程序升温脱附(NH_3-TPD)等方法研究了前驱体焙烧温度对Ni_2P/SiO_2催化剂结构和月桂酸甲酯脱氧性能的影响。结果表明,随着前驱体焙烧温度从400℃增加到800℃,所制备催化剂的比表面积、孔容先基本不变然后降低,Ni_2P晶粒尺寸增大,催化剂酸性减弱。在月桂酸甲酯脱氧反应中,随前驱体焙烧温度提高,所制备Ni_2P/SiO_2催化剂脱氧活性先升高后降低,其中由在500℃焙烧前驱体所制备的催化剂具有较高脱氧性能;此外,脱氧产物十一烷和十二烷的物质的量之比呈现先基本不变后减小的趋势,说明前驱体焙烧温度对所制备催化剂上脱氧途径有一定影响。影响脱氧途径的主要因素是Ni_2P晶粒尺寸及催化剂酸性。     

磷化镍催化异丁烷临氢脱氢制异丁烯

以SiO₂为载体,结合浸渍法和程序升温还原法制备磷化镍催化剂,考察了不同n(Ni)/n(P)和不同Ni负载量等对催化剂的结构及异丁烷脱氢性能的影响。运用透射电镜(TEM),X射线衍射(XRD),程序升温还原(H₂-TPR),氢气程序升温脱附(H₂-TPD)等表征手段考察催化剂的组成与结构、还原性能及氢吸附性能。研究结果表明:Ni/P比对催化剂表面的物相有较大影响,n(Ni)/n(P)为1.0和0.5时,形成Ni₂P相;n(Ni)/n(P)为1.5时,形成Ni₁₂P₅。随着Ni负载量的增加,活性组分Ni₂P粒子尺寸变大,但分散度降低。磷化镍能够催化异丁烷脱氢制异丁烯,但Ni₂P的催化活性要比Ni₁₂P₅高,经实验研究发现,当Ni/P比为1.0、负载量为10%、n(H₂)/n(i-C₄H₁₀)=1.0、空速为800 h^-1时,在460 ℃反应时,对异丁烯的选择性可达到80%。     

镍催化剂用于重整生成油选择性加氢的研究

制备了Ni/Al2O3催化剂,以重整生成油为原料(溴值为2. 6 g Br/100g,芳烃为71. 42%),考察了镍催化剂的选择性加氢脱烯烃性能。结果表明:在温度90～180℃、压力2. 0 MPa、体积空速6～10 h-1、氢油体积比20～60∶1反应条件下,加氢产物溴指数100 mg Br/100g,芳烃损失率0. 2%。     

Ni/CrN高效电催化剂的制备及其析氢催化性能

氢能是一种具有高能量密度的清洁能源,如何有效的开发绿氢技术是当前社会首要解决的问题,而研发高效稳定的电解水产氢技术的电催化剂是一种可行性的方式,对促进氢能经济的发展具有重要的意义。通过水热-高温热解两步法合成了一种氮化铬支撑镍纳米颗粒的催化剂(Ni/CrN)。利用XRD、XPS、SEM以及TEM等测试手段对催化剂的形貌及结构进行表征,并在碱性环境下对催化剂进行电催化析氢性能的研究。结果表明,Ni/CrN形成了具有珊瑚状的微观结构,优化了电子结构,并且表现出了优异的析氢反应(HER)催化性能,在10 mA/cm²的电流密度下,Ni/CrN催化剂仅有66 mV的过电位和47 mV/dec的Tafel斜率,十分接近商业的Pt/C催化剂的析氢性能。在10 mA/cm²电流密度的循环稳定性测试中,Ni/CrN表现出比商业Pt/C电极更优越的催化稳定性。