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雷尼鎳的高催化活性
發(fā)布時間：
2023-01-19 13:48
來源：
雷尼鎳的高催化活性來自于鎳本身的催化性質和其多孔的結構，而多孔結構即源自于用濃氫氧化鈉溶液除去鎳鋁合金中的鋁，這一過程被稱為浸出，簡化之后的浸出反應如下：
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2
由于浸出反應帶來了催化劑的活性，同時產生的氫氣儲存進了催化劑中，故也稱之為活化。成品的表面積通常通過氣體（如氫氣）的吸附實驗來測量。實驗發(fā)現幾乎所有的接觸面積都存在著鎳。商業(yè)化的雷尼鎳的平均鎳接觸面積是100 m² /g。[8] 。主要有三個因素影響著浸出反應的結果，他們是合金的組成，所用氫氧化鈉的濃度和浸出反應的溫度。
前面提到過，合金中含有多種鎳鋁相，在浸出過程中，NiAl3和Ni2Al3相之中所含的鋁首先被反應掉，而NiAl相中含有的鋁反應較慢，可以通過調整浸出時間保留，這就是為什么被稱為“選擇性浸出”。典型的活化雷尼鎳中鎳占85%的質量，這意味這有2/3的原子是鎳。剩余的NiAl相中的鋁可以幫助保持這種多孔的結構，為催化劑提供結構的穩(wěn)定性和熱的穩(wěn)定性。
浸出反應所用的氫氧化鈉的濃度要比較高，一般需達5摩爾/升，這樣才能迅速將鋁轉化為溶于水的鋁酸鈉（Na[Al(OH)4]），而避免產生氫氧化鋁沉淀。一旦產生氫氧化鋁的沉淀，沉淀會堵塞已形成的孔洞，阻止其余的氫氧化鈉溶液進入合金的路徑，使得剩余的鋁較難反應掉。這樣會導致產品的多孔結構的表面積變小，催化活性降低。
在浸出過程中逐步形成的多孔結構具有強烈的縮小其表面積的傾向，會發(fā)生結構重排，孔壁彼此結合，使得多孔結構被破壞。而溫度的升高會使得原子運動加快，加大了結構重排的趨勢，所以雷尼鎳的表面積和催化活性都隨浸出反應溫度的升高而下降，而如果浸出溫度很低，又會使得浸出反應速度過慢，故常用的浸出反應溫度介于70至100攝氏度。
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