專利名稱：一種骨架鎳催化劑及其制造方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及催化劑領(lǐng)域，尤其涉及一種骨架型催化劑及其制造方法和用途。
人們期望催化劑有高的活性、選擇性和穩(wěn)定性，而這三性與其它性能密不可分，長期以來為改進(jìn)催化劑的這三性人們做了很多工作。在骨架鎳中加入鈦、鉻、鐵、鈷、鉭、鋯等促進(jìn)劑可改進(jìn)骨架鎳的電子結(jié)構(gòu)，從而提高它的性能，其機(jī)理為氫的最佳催化活化晶格參數(shù)為3.0～4.08，而上述促進(jìn)劑具有相應(yīng)結(jié)晶幾何條件和電子構(gòu)造，其結(jié)晶一般是面心或體心立方晶體，晶格參數(shù)為2.4～4.08。
在鎳合金中摻雜Fe元素能使上述晶格參數(shù)更加匹配，按通常合金摻雜技術(shù)，在鎳/鋁合金冶煉呈熔融狀態(tài)時，一次或多次加入到其中。但在摻雜時，合金中的多種元素并不是都能達(dá)到均勻狀態(tài)，因此這可能會使催化劑內(nèi)產(chǎn)生明顯組成變化或摻雜物含量的不均勻，這種現(xiàn)象歸結(jié)于冶金失控，并可能形成對催化劑有害的配位結(jié)構(gòu)，影響催化劑活性、選擇性和穩(wěn)定性，從而影響其催化效率。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種骨架鎳催化劑，該催化劑以鎳、鋁、摻雜元素為原料，其特征在于，所述的原料中摻雜元素至少有一種選自元素周期表中IV、VI、VIII族，該摻雜元素與鋁的重量比為5～80％。
所述的摻雜元素為Fe。
所述的摻雜元素為Fe、Cr、Ti。
所述的摻雜元素與鋁的重量比為10～50％。
所述的摻雜元素與鋁的重量比為10～20％。
所述的摻雜元素與鋁的重量比為20～30％。
所述的摻雜元素與鋁的重量比為30～40％。
所述的摻雜元素與鋁的重量比為40～50％。
如上所述的骨架鎳催化劑的制造方法，其特征在于，該方法包括以下工藝步驟1)分別稱取所需的鎳、鋁、摻雜元素合金組分，其中摻雜元素中至少有一種選自于元素周期表的IV、VI、VIII族，摻雜元素與鋁的重量比為5～80％，把這些金屬置在加熱裝置中加熱至熔化，并加以適當(dāng)?shù)臄嚢瑁怪旌暇鶆颍?)把熔融的合金倒入模具中，并倒入冷水使之冷卻；3)將冷卻好的合金塊粉碎、研磨成100目以上的細(xì)粉；4)將上述研磨好的合金細(xì)粉緩慢加入到NaOH或KOH溶液中，使其溫度控制在50～60℃，待合金粉加完后，加熱保溫60分鐘，溫度控制在80～105℃，然后濾出其中固體，用蒸餾水洗至中性，并用酒精浸泡后保存?zhèn)溆谩?br>
如上所述的骨架鎳催化劑的用途，其特征在于，所述的骨架鎳催化劑用于長鏈二腈加氫還原為長鏈二胺的反應(yīng)。
所述的長鏈二腈可以用下面的式(I)來表示NC-R-CN(I)式中R代表C原子數(shù)為10～14的直鏈或支鏈亞烷基。
二.上述骨架鎳催化劑的制造步驟1)合金的冶煉所需原料為金屬鎳，純度≥98％，金屬鋁，純度≥99％，電解鐵，純度≥99％；把上述材料先切成小塊，然后分別稱取鎳300克，鋁500克，電解鐵200克，再把它們放入石墨坩鍋中，置于中頻感應(yīng)爐中冶煉30～60分鐘，待熔融后視情況適當(dāng)攪拌，熔體發(fā)光后倒入鋼模中；步驟2)合金的冷卻把冷水迅速倒入鋼模中，得到合金塊；步驟3)合金的粉碎把得到的合金塊敲成小塊，然后再將這些小塊研磨成100目以上的細(xì)粉；步驟4)合金的消化室溫下在500ml燒杯中配制500ml濃度為25％(重量)的NaOH溶液，移入1000ml燒杯中，在50ml燒杯中稱取15克的上述合金細(xì)粉，用小勺將稱得的合金細(xì)粉緩慢加入上述1000ml燒杯中，用冷水浴保持燒杯中溶液溫度在55℃左右，待合金粉加完并且溶液停止沸騰后，加熱至80～105℃，保持60分鐘，撇析出上述1000ml燒杯中得到的固體，用蒸餾水洗至PH值為6.7～7，將得到的固體用酒精浸泡2次，得到2#骨架鎳催化劑，移入帶蓋試樣瓶中保存?zhèn)溆谩?br>
三.上述骨架鎳催化劑應(yīng)用于長鏈二腈催化氫化成長鏈二胺的實驗實驗設(shè)備采用200ml的帶有磁力攪拌器和蒸汽、冷水控溫系統(tǒng)的高壓釜。實驗原料為12碳二腈 凝固點(diǎn)≥20℃乙醇 濃度≥95％，PH＜7KOH乙醇溶液濃度＝25％
催化劑本發(fā)明PF-raneyNi氫氣 壓強(qiáng)10～15Mpa分別稱取12碳二腈20克，乙醇30克，濃度為25％的KOH的乙醇溶液1.5克，用本發(fā)明方法制得的骨架鎳催化劑10克，一并放入高壓釜中，高壓釜密封后先抽成真空，然后通入氫氣清洗二次，再用水蒸氣加熱升溫到40～50℃，同時開啟磁力上下跳動攪拌器。
先保持高壓釜內(nèi)的氫氣壓力為1.0Mpa，時間為5分鐘，等待氫氣壓力開始下降時，氫化開始，注意把釜中溫度控制在60～100℃內(nèi)，記錄加氫次數(shù)，等壓力穩(wěn)定后，開始保溫，溫度保持在100℃左右，壓力在2.5Mpa，約20分鐘后關(guān)閉磁力攪拌器，緩慢釋放釜中壓力至0，打開高壓釜，待沉降后分出清液，準(zhǔn)備分析。
實施例2基本操作步驟同實施例1，其不同之處在于，骨架鎳催化劑產(chǎn)品中的摻雜元素為Fe，該摻雜元素與鋁的重量比為80％；此外，骨架鎳催化劑制造方法的步驟1)合金的冶煉中，稱取的原料為鎳100克；鋁500克；電解鐵400克，得到的骨架鎳為3#催化劑；其它與實施例1相同。
現(xiàn)把本發(fā)明一種新型的骨架鎳與普通的骨架鎳對長鏈二腈還原為二胺的催化加氫反應(yīng)的催化效率實驗數(shù)據(jù)列于下表中表一 實施例結(jié)果分析及對比數(shù)據(jù)
備注2#，3#催化劑均為用本發(fā)明方法制造的PF-Raney Ni。1#催化劑為普通市售Raney Ni。帶“*”的表示第二次使用。
現(xiàn)采集到本發(fā)明應(yīng)用于一長鏈樹脂生產(chǎn)廠二腈催化氫化成二胺轉(zhuǎn)化率現(xiàn)場數(shù)據(jù)以供參考(以試驗為目的)
從以上試驗數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明產(chǎn)品配方先進(jìn)，工藝合理，將它應(yīng)用于長鏈二腈加氫還原為二胺的反應(yīng)，可大大提高轉(zhuǎn)化率。
權(quán)利要求
1.一種骨架鎳催化劑，該催化劑以鎳、鋁、摻雜元素為原料，其特征在于，所述的原料中摻雜元素至少有一種選自元素周期表中IV、VI、VIII族，該摻雜元素與鋁的重量比為5～80％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的骨架鎳催化劑，其特征在于，所述的摻雜元素為Fe。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的骨架鎳催化劑，其特征在于，所述的摻雜元素為Fe、Cr、Ti。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的骨架鎳催化劑，其特征在于，所述的摻雜元素與鋁的重量比為10～50％。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的骨架鎳催化劑，其特征在于，所述的摻雜元素與鋁的重量比為10～20％。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的骨架鎳催化劑，其特征在于，所述的摻雜元素與鋁的重量比為20～30％。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的骨架鎳催化劑，其特征在于，所述的摻雜元素與鋁的重量比為30～40％。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的骨架鎳催化劑，其特征在于，所述的摻雜元素與鋁的重量比為40～50％。
9.如權(quán)利要求1所述的骨架鎳催化劑的制造方法，其特征在于，該方法包括以下工藝步驟1)分別稱取所需的鎳、鋁、摻雜元素合金組分，其中摻雜元素中至少有一種選自于元素周期表的IV、VI、VIII族，摻雜元素與鋁的重量比為5～80％，把這些金屬置在加熱裝置中加熱至熔化，并加以適當(dāng)?shù)臄嚢?，使之混合均勻?)把熔融的合金倒入模具中，并倒入冷水使之冷卻；3)將冷卻好的合金塊粉碎、研磨成100目以上的細(xì)粉；4)將上述研磨好的合金細(xì)粉緩慢加入到NaOH或KOH溶液中，使其溫度控制在50～60℃，待合金粉加完后，加熱保溫60分鐘，溫度控制在80～105℃，然后濾出其中固體，用蒸餾水洗至中性，并用酒精浸泡后保存?zhèn)溆谩?br>
10.如權(quán)利要求1所述的骨架鎳催化劑的用途，其特征在于，所述的骨架鎳催化劑用于長鏈二腈加氫還原為長鏈二胺的反應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種骨架鎳催化劑及其制造方法和用途，該催化劑以鎳、鋁、摻雜元素為原料制成，所述的摻雜元素中至少有一種選自元素周期表中IV、VI、VIII族，該摻雜元素與鋁的重量比為5～80％；其制造方法包括將合金冶煉、冷卻、粉碎、消化等工藝步驟；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明產(chǎn)品配方先進(jìn)，工藝合理，將它應(yīng)用于長鏈二腈加氫還原為二胺的反應(yīng)，可大大提高轉(zhuǎn)化率。
文檔編號C07C209/00GK1429660SQ01145278
公開日2003年7月16日 申請日期2001年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月31日
發(fā)明者徐秉宜 申請人:上海杰事杰新材料股份有限公司