[发明专利]一种雷尼镍催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种雷尼镍催化剂制备方法。

背景技术

雷尼镍(Raney Ni)催化剂是一种十分重要的工业催化剂，由于其具有较高的活性、高的选择性以及生产使用成本低等特点，已被广泛的应用于有机的还原反应，如：烯烃、芳香环、醛、酮、硝基、氰基等的催化加氢以及脱卤反应，是现在工业应用的一种重要的催化剂之一，因其具有成本低、制备简单、活性高等特点也一直是催化剂研究者一直所关注的焦点。

雷尼镍催化剂最先由Murray Raney(1885～1966)发现，并与1925年申请专利。制备时，先用NaOH溶液溶去铝镍合金中的Al，然后洗涤，残余物为类似于海绵状的骨架结构，催化剂主要含有Ni和Al，总比表面积为50～130m²/g。对于催化剂的改性以及改进方面，前人一般都对催化剂的前身即合金进行改进，在合金的制备过程中如添加Mo、Ti、Cr、Fe、Co、B、Cu等金属对催化剂进行修饰。比如美专利3,997,478中提到用Mo和Mn作为催化剂的增活剂。德国专利928,704中用Cr来对催化剂进行改性。并且还有在合金的锻造过程中采取猝冷等方法对合金进行改性。已报道的催化剂根据需求不同活性有W1～W8等各种雷尼镍催化剂，其不同之处在于催化剂的制备方法方面，主要是碱的浓度、浸取温度、浸取时间以及洗涤条件等。李兴和在中国专利03129292.5中介绍在抽提合金中的铝时使用了超声波的技术，取到了一定效果。并且日本专利03249946A中也介绍将抽提好的催化剂在去离子水中超声并修饰光活性物质。但是以上这些制备方法都是传统的，即用氢氧化钠或氢氧化钾溶液来浸取合金，在合金加入到氢氧化钠溶液中时，使铝从合金中溶解出来。这是一种放热的过程，同时伴随着大量的热放出，并有氢气生成，容易产生气泡，在加入第一批合金并形成气泡之后，待温度稳定和气泡消除后，再加入第二合金进行第二次浸取或多次加入合金进行多次浸取，这个过程大约需要3～12h。合金粉末加入到碱液是一个消耗时间并且不易控制的复杂的工艺过程。此外第一批加入的合金在碱液中停留的时间远远大于最后一批加入一合金的停留时间，因此得到的产品会很不均匀。80年代曾经提到向NaOH和合金粉的混合溶液中加水，但是对于其深入的具体的浸取条件的研究未见报，并且目前工业上仍然沿用传统的浸取方法。

发明内容

为了解决存在的问题，本发明提供了一种雷尼镍催化剂的制备方法。其步骤和条件如下：

(1)称取质量比为2∶1～1∶2，优选为2∶1～1∶1的铝镍合金和氢氧化钠固体，将它们在反应容器中混合均匀，所使用的铝镍合金中镍的质量分数为40％～50％；优选所使用的铝镍合金的粒径为0.147毫米～0.061毫米；

(2)把蒸馏水滴加上述的反应容器中，蒸馏水ml∶铝镍合金g为5∶1；，将蒸馏水在30-35分钟内滴加完成；

(3)待蒸馏水滴加完后，在氢气氛围下，于40～65℃下，以80～110转/分的搅拌速度反应0.5～1小时

(4)反应结束后冷却到室温，倾去上层的碱液，在氢气的保护下用蒸馏水洗涤产物到中性，再用无水乙醇洗涤除去水，制得雷尼镍催化剂。

当氢氧化钠加入的量少时，试验发现会有大量的白色物质NaAlO₄生成，致使催化剂在洗涤时带来很大的麻烦，最主要的是催化剂的活性也很低。这是因为碱的量不够，使反应生成了大量的NaAlO₄，使催化剂的孔道被大量的NaAlO₄所堵塞，大大降低了催化剂的比表面积，致使催化剂得活性不高。但是强碱的质量也不能太多，太多容易使合金和碱发生过于充分的反应，使催化剂中的铝几乎完全反应掉，我们知道催化剂中的铝不仅起到了助催化剂的作用，而且也给失活催化剂再生创造了条件。并且大量过量的强碱在跟合金反应时产生了大的孔道，在搅拌时很容易就破坏了其的骨架结构，使催化剂的比表面积大大降级，进而降低了催化剂的活性。

将上述搅拌好的固体催化剂置于空气中，向其中慢慢的滴加蒸馏水，使其发生浸取反应，是因为反应过程很剧烈而且有大量的氢气生成，所生成的氢气足以保护催化剂不与空气接触，所以没有必要进行惰性气体保护。在反应时还要注意蒸馏水的滴加速度，因为反应过程要产生大量的热和气体，蒸馏水滴加快了会产生大量的气泡使催化剂外溢，产生浪费，且外溢的催化剂遇到空气会有着火的危险，蒸馏水滴加慢了所生成的氢气不足以保护催化剂。