雷尼镍催化剂的制备

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1、雷尼镍催化剂的制备雷尼镍催化剂是一种十分重要的骨架镍催化剂，其发现和发展最早可以追述到1925年。现在由于其具有的高活性、高选择性以及生产使用成本低的优点，已被广泛应用于有机还原反应，如烯烃芳香环、醛、酮、硝基、腈基等的催化加氢及脱卤反应。本文将主要介绍W-6型拉尼镍催化剂的主要制备方法。1．W-6型拉尼镍催化剂的制备原理雷尼镍催化剂最先由MurrayRaney（1885-1966）发现，并于1925年申请专利。制备时，先用NaOH溶液溶去镍铝合金中的Al，然后洗涤，残余物为类似海绵状的微粒，大小为25~150A0。催化剂主要含Ni，Al（1~8%），少量NiO和

2、AL2O3水合物（1~20%），总表面积为50~130m2/g。Raney-Ni催化剂一般由合金制备，分为两步，即展开和洗涤。展开是指用碱（特别是NaOH）溶出合金中无催化活性的部分（铝），这一步称为展开操作，反应式如下：2NaOH+2Al+2H2O→2NaAlO2+3H2研究表明合金粒度和温度对展开速度有较大的影响，温度越高，展开速度越快；粒度的增大，溶解速度则减小R.Choudary等人通过实验，得出一个展开模型：log(x/1-x)=αlog(tβ),其中α为常数，β为速率参数（单位为1m/s）,t为展开时间，展开活化能为56.6Kj/mol。洗涤展开后的R

3、aney-Ni是类似海绵状的微粒，可用蒸馏水洗涤至中性，最后用乙醇洗涤。由于Raney-Ni是一种易燃的催化剂，故应保存在适当的溶剂中。2．W-6型拉尼镍催化剂的制备方法：固相分离浸取法熔融，沥滤是制备骨架催化剂的一种方法。其制备主要分为三步：即合金的制备，合金的粉碎及合金的浸溶，其制备工艺流程及简介入下：NaOH溶液镍┓↓┃→熔融→冷却→粉碎→浸溶→洗涤→成品铝┛70年代发明的固相分离浸取法是对传统雷尼镍催化剂制备方法最近的一次突破。原理是向回体NaOH与合金粉的混合物中加水．使其均匀润湿但不形成液相。新的工艺过程的特点是合金粉末在固相中分解。具体做法如下：在一

4、个混合器中将合金粉末与少量氢氧化钠混台均匀，然后在不断搅拌的情况下加水．加水的速度要求是保持物料均匀湿润但不形成液相。通过水进行分解反应，其中氢氧化钠起催化刘的作用，因而在过程结束时铝大部分生成氢氧化铝。当分解反应终止时，约有等体积的水进入物料，形成分离的两个固相，下层含催化剂，而氢氧化铝的白色沉淀在上层，两者很容易分离。在热的碱液中再进行一次简短的处理即可结束制备过程，这时碱液中氢的释放已经不猛烈了。上述的制备方法一般适用于多种骨架催化剂。相对于金属含量而言，这类催化剂的括性往往高于通常方法制备的催化剂。由于全部合金的反应时间相同的，所以产物是均匀的。此方法的优

5、点是在浸出的过程中不形成泡沫，所需的装置体积和操作时间约为一般方法的一半，氢氧化钠的需要量也较少。采用新工艺时可以使用原来的装置，只需增加一个混合器。3.W-6型拉尼镍催化剂的实验室制备步骤：在配有温度计和不锈钢搅拌器的2L锥形瓶中放进600mL蒸馏水和160g氢氧化钠，迅速搅拌，并让它在装有溢流虹吸管的冰浴中冷却50℃。然后在25~30min之内将125g镍-铝合金粉末分批地加入。控制镍-铝合金的加入速度和向冰浴中加冰以保持温度在50±2℃。待所有的合金加完后，在该温度下再缓缓搅拌50min，使悬浮的镍-铝合金粉末完全消化。这往往需要移去冰浴、换上热水浴，以保持

6、温度恒定，此后用蒸馏水滗洗催化剂三次，每次用1L水。滗洗后立即转移到洗涤装置中进行洗涤。该装置的构造及操作如下所述：用直径5.1cm、长38cm、在离顶部6cm处接有带支管的玻璃大试管，作洗涤催化剂的容器。试管用橡皮塞紧紧地塞住、使其足以承受49kPa的气体压力。塞子有三个孔，通过它们插入直径10mm的玻璃管，直伸到试管底部，用以通入蒸馏水；用以平衡气体压力的“T”形管和一个紧密配合的铜衬套管,穿过套管装有一个不锈钢轴搅拌器(也可以装有用注射器改制的搅拌器)，轴直径为6.4mm，并伸到试管底部。一个容量为5L的蒸馏水储水器，在瓶的侧面靠底部有一出水口，该瓶为贮备蒸

7、馏水用，这样的装置对使水由瓶中通过开关源源不断地流入试管的底部。试管的支管用厚壁橡皮管与5L溢流瓶相连，溢流瓶的底侧也有一个出水口，洗涤水由试管流到溢流瓶，并通过开关将溢流水导入水槽流走。把经第三次倾滗洗涤后的催化剂，立即转移到催化催洗涤容器中，同时让洗涤容器、储水器和溢流瓶几乎都充满蒸馏水，迅速把装置连接起来，从导管引入49kPa压力的氢气，同时溢流瓶中的大部分水都通过出口被排出，关闭出口，继续通入氢气直到储水器、洗涤管和溢流瓶里的水面处在约比外界大气压高49kPa时为止。开动搅拌器使它的速度能让催化剂悬浮在18-20cm的高度。让蒸馏水以大约每分钟250mL的

8、速度从储水