一種雷尼鎳催化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于一種催化劑及其制備方法，具體的講是涉及一種雷尼鎳催化劑及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 雷尼鎳是一種由帶多孔結(jié)構(gòu)的鎳鋁合金細小晶粒組成的固態(tài)異相催化劑，對氫氣 具有較強的吸附性，它的高催化活性和熱穩(wěn)定性使得雷尼鎳催化劑被廣泛應(yīng)用于很多有機 合成反應(yīng)中。
[0003] 傳統(tǒng)雷尼鎳催化劑是通過將細分散的混合金屬原料在高溫熔爐中加熱熔合，將得 到的熔體冷卻，再通過粉碎、研磨、懸浮將顆粒分級，然后選定所需顆粒粒徑大小的合金催 化劑前驅(qū)體，采用堿或酸將合金催化劑前驅(qū)體處理制備得到的。傳統(tǒng)高溫加熱熔融的方法 往往不能夠得到高度分散且顆粒大小均勻的雷尼鎳催化劑，通常采用增加合金催化劑前驅(qū) 體研磨工序或者其他制備方法來獲得顆粒均勻的雷尼鎳催化劑。
[0004] 專利CN104058974A，CN104045569A和CN103977818公開的雷尼鎳催化劑的制備方 法，都是在不同的氣氛中采用微波加熱原料金屬單質(zhì)使其熔合形成合金熔融物，然后采用 不同的方法將其霧化形成不同目數(shù)的合金粉，但此種方法較為繁瑣且大大增加了催化劑制 備周期，同時對設(shè)備的要求也比較高。
[0005] 日本專利JP2005205265公開的一種雷尼鎳催化劑的制備方法，特征在于將鋁粉 和粘結(jié)劑混合涂在泡沫鎳上，高溫焙燒制備出表面合金化的泡沫鎳，再經(jīng)堿液活化即得雷 尼鎳催化劑。專利CN101537361B公開的一種雷尼鎳催化劑的制備方法，同樣是先制備合金 化的泡沫鎳，不同之處在于首先采用熱涂法將金屬鋁噴涂在泡沫鎳上，再在不同的氣氛中 進行高溫焙燒制得泡沫鎳。以上兩專利都是采用泡沫鎳作為制備雷尼鎳催化劑的前驅(qū)體， 雖然都減少了粉碎、研磨、懸浮以及霧化等工序，但前期需要增加制備泡沫鎳的工序，而且 制備出的催化劑的活性比較低，催化活性不均一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種制備過程簡單，催化劑粒徑大小均勻且具有較高活性的 雷尼鎳催化劑及其制備方法。。
[0007] 本發(fā)明的雷尼鎳催化劑，其特征在于催化劑是以Ni為活性組分，其質(zhì)量組成為： Ni 87-92wt%，Al 5-10wt%，助劑金屬 2-7wt%。
[0008] 如上述所述的助劑金屬為Fe，Cr，Mo, Pt中的一種或幾種。
[0009] 本發(fā)明所述雷尼鎳催化劑的制備方法，具體步驟如下：
[0010] (1)將粒度為3-9 μ m鎳粉，4-10 μ m鋁粉和4-10 μ m助劑金屬粉混合均勾，得到混 合金屬粉，其各組成的含量為：Ni 45-58wt%，Al 40-54wt%金屬助劑l-5wt% ;
[0011] ⑵采用100~200W的0)2激光器對步驟⑴混合金屬粉進行燒蝕80~200s將 其熔融，然后冷卻得到合金粉末催化劑前驅(qū)體；
[0012] (3)將濃度為4~6mol/L的氫氧化鈉溶液逐滴加入步驟（2)合金粉末催化劑前 驅(qū)體中，保持在冰水浴中并以80~lOOr/min磁力攪拌，控制氫氧化鈉的加入摩爾量為金屬 Al的摩爾量的0. 9~1. 3倍；
[0013] (4)滴加結(jié)束后，用去離子水反復(fù)清洗成中性，即得雷尼鎳催化劑，并將其保存在 水中備用。
【附圖說明】
[0014] 圖1為對比例雷尼鎳催化劑前驅(qū)體的SEM圖。
[0015] 圖2為本發(fā)明實施例1制備的雷尼鎳催化劑前驅(qū)體的SEM圖。
[0016] 本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢在于：
[0017] (1)本發(fā)明采用無污染的高能激光束作為熱源，將混合均勻的金屬單質(zhì)粉進行熔 融制備雷尼鎳催化劑的前驅(qū)體，與采用高溫加熱熔融金屬單質(zhì)粉相比，激光燒蝕法能夠降 低勞動強度，縮短催化劑前驅(qū)體合金粉的制備時間，使得催化劑的制備周期較大幅度縮短。
[0018] (2)本發(fā)明采用激光燒蝕法制備雷尼鎳催化劑前驅(qū)體合金，與傳統(tǒng)工藝相比，其冷 卻速度非?？欤蟠鬁p少了由于冷卻過程，催化劑長時間處于高溫環(huán)境而引起的聚集結(jié)塊 現(xiàn)象。
[0019] (3)本發(fā)明采用激光燒蝕法制備雷尼鎳催化劑的前驅(qū)體合金，可以通過控制激光 的參數(shù)，對顆粒的生成時間，均勻性及尺度的范圍能夠有較好的控制，制備出相應(yīng)的粒徑大 小的催化劑，可以為各種反應(yīng)進行催化，減少了因粒度較小或者不均勻?qū)е碌拇呋瘎┑牧?失。
[0020] (4)本發(fā)明采用激光燒蝕合成催化劑前驅(qū)體合金，與其他合成工藝相比，激光合成 不加熱反應(yīng)器壁及其他物質(zhì)，高效的利用了能量，一定程度上保證了催化劑前軀體合金的 純凈性，使其制備的成品雷尼鎳催化劑具有較高的純度。
【具體實施方式】
[0021] 以下內(nèi)容僅為本發(fā)明的幾個典型的實施例，目的在于詳細說明本專利催化劑的制 備方法和應(yīng)用，不能以此限定本發(fā)明的范圍。即大凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變 化與修飾，皆應(yīng)仍屬于本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)?，F(xiàn)采用二硝基甲苯（DNT)加氫合成甲苯 二胺（TDA)為本專利制備的雷尼鎳催化劑的性能探針。
[0022] 實施例1
[0023] 將粒度為3-5 μ m鎳粉5. 8g，8-10 μ m鋁粉4. Ig和4-8 μ m鐵粉0.1 g混合均勻；采 用IOOW的CO2激光器燒蝕180s將其熔融、然后冷卻得到合金粉末催化劑前驅(qū)體；將濃度為 4mol/L的氫氧化鈉溶液34mL逐滴加入上述合金粉末催化劑前驅(qū)體中，保持在冰水浴中并 以80r/min磁力攪拌；滴加結(jié)束后，用去離子水反復(fù)洗滌成中性，即得雷尼鎳催化劑，將其 保存在水中備用。經(jīng)ICP檢測，產(chǎn)品催化劑的質(zhì)量組成為Ni 88. 4%，Al 9. 2%，F(xiàn)e 2. 4%。
[0024] 利用DNT催化加氫生產(chǎn)TDA的反應(yīng)對成品催化劑進行評價。評價具體過程為：將 5g DNT，0. 5g成品催化劑和IOOmL甲醇溶劑混合后加入反應(yīng)釜中，用氮氣和氫氣氣洗3次， 隨后將氫氣壓力充至2. OMPa，在IKTC條件下進行加氫反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后利用GC-9160型 氣相色譜對產(chǎn)品進行定量分析，催化劑制備條件及評價結(jié)果見附表1。
[0025] 實施例2
[0026] 將粒度為3-5 μ m鎳粉5. 6g，8-10 μ m鋁粉4. 3g和4-8 μ m鉬金屬粉(λ Ig混合均 勻，；采用120W的CO2激光器燒蝕150s將其熔融、然后冷卻得到合金