Ni-B/C_(x)N_(y)@mSiO_(2)催化剂的制备、表征及其催化松香加氢性能研究

成功制备了一种由内腔、疏水性掺氮碳内层和亲水性二氧化硅外层组成的Janus两亲性碳硅双骨架纳米材料C_(x)N_(y)@mSiO_(2),并首次将Ni-B合金纳米粒子负载在两亲性碳硅纳米材料上制得Ni-B/C_(x)N_(y)@mSiO_(2)催化剂,并用于松香的水相加氢反应。采用SEM、TEM、N_(2)吸附-脱附、XRD、XPS等方法对催化剂的结构进行分析与表征,结构分析结果表明:该催化剂具有大比表面积的纳米材料的中空结构,有利于传质和底物富集,内层碳骨架中N原子的掺杂使得附加的金属纳米颗粒得以附着,细小的Ni-B非晶态合金粒子均匀地分散在C_(x)N_(y)@mSiO_(2)中空纳米球及mSiO_(2)外壳层中,亲水性二氧化硅外壳可以提高催化剂的稳定性和分散性。在水/油两相反应体系中,作为固体发泡剂的两亲性纳米催化剂极大地促进了H2的溶解及与底物的接触。Ni和B原子之间的协同作用可以显著提高催化活性。因此,Ni-B/C_(x)N_(y)@mSiO_(2)催化剂对松香加氢反应表现出良好的催化活性,其催化活性与贵金属Ru和Pd催化剂基本相当。在160℃、4.0 MPa、4 h、水油体积比1∶2和催化剂用量(以松香质量计)10%的条件下,松香的转化率为98.77%,四氢枞酸选择性为23.89%,脱氢枞酸GC含量<1%,达到一级氢化松香的标准。所开发的两亲性Ni-B纳米催化剂表现出较好的稳定性和良好的重复使用性能,重复使用6次时,其催化活性没有明显下降。

无粘结相Mo-Ni-B金属陶瓷的制备及性能

以Mo、Ni、B粉末为原料,采用真空热压烧结制备了两种不同化学计量配比的无粘结相Mo-Ni-B金属陶瓷,分析了其微观组织、力学性能和摩擦磨损性能。结果表明:制备的两种无粘结相金属陶瓷分别为Mo_(3)NiB_(3)和Mo_(2)NiB_(2),其中Mo_(3)NiB_(3)的硬度和压缩强度较高,分别为3264.2 HV0.3和3213.2 MPa,而Mo_(2)NiB_(2)的弯曲强度和断裂韧性略高,分别为326.88 MPa和9.359 MPa·m^(1/2)。此外,两种无粘结相金属陶瓷的磨损量和体积磨损率都随着硬度的升高而降低,这表明较高的硬度有助于提高其耐磨性能。无粘结相Mo-Ni-B金属陶瓷的磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损。

Ni-B催化剂下兰炭焦粉石墨化

兰炭(半焦)是神府地区低磷、低硫、低挥发分煤经低温干馏得到的一种煤化工产品,以兰炭焦粉为原料,研究其催化石墨化过程。采用化学还原法制备的非晶态Ni-B催化剂对脱灰半焦进行石墨化。通过对催化剂的表征得出,制备催化剂时使用溶液浓度不同,所得催化剂形貌不同;w(Ni-B催化剂)=2%,1000℃产生了部分的石墨化转化,未添加催化剂的样本则无石墨化转化,表明Ni-B是一种有效的兰炭石墨化催化剂;通过对各组石墨化产物的表征分析得出,不同形貌的催化剂催化活性不同;用石墨产物制备泡沫镍压片电极,经测试有较好的电容性能,具有潜在应用价值,为兰炭焦粉的高附加值利用提供了新思路。

壳聚糖表面修饰的SiO_2负载Ni-B非晶态合金的制备及催化性能

以壳聚糖(CS)对SiO_2进行表面修饰,采用浸渍还原法制备了负载型Ni-B非晶态合金催化剂(Ni-B/CS/ SiO_2),并采用XRD、FTIR、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)、BET、XPS、TEM、SAED等表征方法研究了催化剂的非晶性质、原子组成、尺寸分布及粒径大小等.考察了催化剂对糠醇加氢制四氢糠醇反应的催化性能,并与没有壳聚糖修饰的Ni-B/SiO_2催化剂及Raney Ni催化剂进行了对比.结果表明,加入壳聚糖制得的Ni-B/CS/SiO_2催化剂的活性组分Ni-B团簇粒径更小,表面活性组分浓度更高,催化活性更高.

化学镀Ni-B和Ni-B/BN镀层微动磨损性能研究

采用化学镀液相沉积技术,以钛合金TA7为基体材料,分别镀覆Ni-B合金镀层和Ni-B/BN自润滑复合镀层,对镀层进行微动磨损性能测试和镀层表面形貌观察。结果表明:在微动磨损过程中完全滑移状态下,Ni-B/BN镀层中六方BN微粒具有类似石墨层状结构,该Ni-B/BN镀层具有自润滑性能,使其摩擦因数比Ni-B镀层低,即Ni-B/BN复合镀层在滑移区耐微动磨损性能要优于化学镀Ni-B二元合金镀层。

Ni-B超细非晶态合金催化剂的油脂氢化活性研究

研究了Ni B超细非晶态合金催化剂催化菜籽油、大豆油的加氢性能 ;并与Raney Ni加氢催化剂进行了对比。结果表明 ,Ni B非晶态合金催化剂对菜籽油、大豆油加氢具有很高的活性 ,其催化加氢性能优于Raney Ni催化剂。Ni

激光熔覆和重熔制备Fe-Ni-B-Si-Nb系非晶纳米晶复合涂层

采用激光熔覆和重熔的方法在低碳钢CCS-B上制备Fe-Ni-Si-B-Nb系非晶纳米晶复合涂层。利用X射线衍射、扫描电镜、EDAX能谱及透射电镜分析涂层的物相、组织结构,运用显微硬度计、纳米压痕仪及摩擦磨损试验机研究涂层的显微硬度分布、微观力学性能及摩擦磨损性能。结果表明:熔覆层的组织由表面至基体分为非晶纳米晶复合区、熔覆层与基体,其中,复合区为Fe2B、γ-(Fe,Ni)多晶和非晶相的混合组织;涂层的最高显微硬度达到了1 369 HV;涂层的平均摩擦因数为0.275;涂层的主要磨损形式是磨粒磨损和粘着磨损,具有良好的摩擦磨损性能。

糠醛液相加氢用Mo改性Ni-B/TiO_2-Al_2O_3(S)非晶态合金催化剂

以溶胶-凝胶法制备复合载体TiO2-Al2O3(S)负载非晶态Ni-B合金用于催化糠醛液相加氢反应,并研究了Mo对催化剂的改性作用.采用ICP(等离子发射光谱)、DSC(差示扫描量热)、N2吸附、TPR(程序升温还原)和TPD(程序升温脱附)等技术对催化剂进行了表征.研究结果表明,与单一氧化铝载体相比,复合载体负载的Ni-B合金催化性能明显提高,这是由于在同样的制备条件下,复合载体负载的Ni-B中Ni含量更高,同时TiO2分散到了!-Al2O3的孔中,堵住了部分细孔,有利于产物糠醇扩散出来,防止深度加氢.Mo能提高Ni-B/TiO2-Al2O3(S)的热稳定性,增大Ni的负载量,使部分氧化态物种变得易于被还原,表面出现新的加氢活性中心,并增加化学吸附中心数,减弱吸氢强度,因而显著提高了Ni-B/TiO2-Al2O3(S)的活性;Mo添加使Ni-B/TiO2-Al2O3(S)的平均孔径及总孔容均增大,有利于产物糠醇扩散出来,还能使糠醇更易从催化剂的表面脱附,防止其深度加氢,因而提高了糠醇的选择性.当Mo含量为1.25%时,糠醛转化率、糠醇选择性都达到了100%.

乙腈液相选择性加氢中Ni-B非晶态合金和Raney Ni催化性能的比较

以乙腈液相选择性加氢为目标反应,分别考察了超细Ni B非晶态合金和RaneyNi的催化性能,发现两者的质量比活性相似,但单位活性比表面积上前者的活性及对乙胺的选择性显著高于后者,乙胺的最高得率前者为67 6%后者为40%。通过催化剂的系统表征,结合考察乙腈加氢反应的动力学,从几何效应和电子效应两方面阐述了Ni B非晶态合金催化性能与催化剂结构和表面电子态的关系。

Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极上甲醇的电催化氧化

应用循环伏安法研究了碱性介质中Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极上甲醇的电催化氧化.结果表明,Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极表现出很高的甲醇氧化电催化活性,较之高择优取向(220)的镍电极,其氧化起始电位负移了0.04V;氧化电流密度约大2个数量级,根据稳态极化曲线测定,与高择优取向(220)镍电极相比较,在Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极上,Ni(Ⅲ)与甲醇反应和Ni(Ⅱ)氧化为Ni(Ⅲ)及其逆反应的速率常数依次约大2个、3个和3个数量级.

Ni-B非晶态合金电极上乙醇的电氧化及其动力学参数的测定

应用循环伏安法研究了碱性介质中Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极和化学镀Ni-B非晶态合金微盘电极上乙醇的电催化氧化.结果表明,Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极和化学镀Ni-B非晶态合金微盘电极对碱性溶液中乙醇的氧化均具有很高的电催化作用,且前者的电催化氧化活性高于后者.运用稳态极化曲线测定了Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极上乙醇的电催化氧化动力学参数.与高择优取向(220)镍电极比较,碱性介质中Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极上乙醇的电催化氧化速率显著提高.采用循环伏安法测定的Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极上Ni(OH)2的质子扩散系数高出文献报道的镍纳米线电极和表面化学镀Co的球形Ni(OH)2粉末电极约2个数量级.

负载型Ni-B非晶态合金在裂解汽油加氢反应中的应用研究

通过化学还原沉积法制备超细Ni-B/Al2O3非晶态合金催化剂,以裂解汽油一段加氢为探针反应,考察了该催化剂的活性和选择性,并与晶态Ni/Al2O3催化剂及非负载型Ni-B非晶态合金催化剂进行了比较。研究表明,Ni-B/Al2O3非晶态合金的催化活性和选择性均优于晶态Ni/Al2O3催化剂。结合等离子光谱(ICP)、X-射线衍射(XRD)、差热分析法(DTA)、透射电镜(TEM)等表征手段,探讨了Ni-B/Al2O3非晶态合金的催化性能与催化剂结构的关系。

温度对AZ31B镁合金表面化学镀Ni-B合金性能的影响

试验研究了镀液温度对AZ31B镁合金表面化学镀Ni-B合金性能的影响。结果表明:镀液温度对化学镀Ni-B合金的镀速、成分、形貌、耐腐蚀性有很大的影响,当温度为80℃时,镀速较大,镀层均匀、紧凑、细小,耐腐蚀性良好。

Mo-Ni-B系三元硼化物陶瓷涂层激光熔覆制备及其腐蚀性能

采用激光熔覆技术在Q235钢表面原位合成了Mo2NiB2陶瓷涂层。利用扫描电镜和静态浸泡法、电化学方法研究了涂层的显微组织及耐腐蚀性能。结果表明,涂层与基材形成了良好的冶金结合,组织致密,增强相分布较为均匀且无明显的裂纹和孔洞。在3.5%NaCl溶液中,涂层的腐蚀电位明显比基材正移,腐蚀电流密度约为基材的1/4,说明Mo2NiB2陶瓷涂层显著提高了基材的耐腐蚀性能。

钛合金表面Ni-B镀层的制备工艺及微动磨损性能

以钛合金TA7为基体,分别制备了硝酸铅做稳定剂的常规Ni-B镀层和硫酸铊做稳定剂的Ni-B镀层(NTB镀层)。提出了一种改进型的钛合金表面活化工艺,通过该前处理工艺能够获得具有良好结合力的镀层。用TM-1000扫描电子显微镜观察了镀层微观显微形貌,在DELTALAB-NENE高精度液压伺服微动试验机上进行了微动摩擦试验,结果表明:跑合阶段NTB镀层摩擦系数为0.13,同比基体减小了24%,比常规Ni-B镀层减小了19%,摩擦系数上升的速度比基体减缓了75%,比常规Ni-B镀层减缓了40%,说明硫酸铊做稳定剂的NTB镀层具有优异的抗微动损伤性能。

纳米多孔Co-Ni-B/Cu-BTC复合材料的制备及其催化水解氨硼烷的研究

首次通过化学还原法制备了纳米多孔Co-Ni-B/Cu-BTC复合材料,在Co-Ni-B合金中掺入金属框架化合物Cu-BTC后有效地提高了复合材料的比表面积,其形貌由团聚的纳米粒子变成纳米多孔结构,复合材料的催化性能也得到显著的提高,用于催化氨硼烷的水解,表现出良好的催化活性。在30℃时,催化水解氨硼烷制氢的反应速率到达2 670mL/(min·g),其水解反应的活化能为22.4kJ/mol,与文献相比,表现出较大的优势。所制备的复合材料还具有良好的化学稳定性,表现出重要的应用前景。

Co助剂对Ni-B非晶态催化剂微观结构和加氢性能的影响

通过化学还原法制备了一系列Ni-B非晶态合金催化剂,研究了n(KBH4)/n(Ni)和Co含量对Ni-B非晶态合金催化剂微观结构及其催化二硝基甲苯(DNT)合成甲苯二胺(TDA)性能的影响。通过XRD和H2-TPD技术对催化剂微观结构表征表明,随着n(KBH4)/n(Ni)的增大,NiB2含量增多,催化剂的加氢性能先增大后减小;当n(KBH4)/n(Ni)=4时,Ni-B非晶态合金的催化加氢性能最优。Co助剂的引入增大了Ni-B非晶态合金的无序程度,降低了Ni活性中心对H2的吸附强度,使得H2物种更容易在催化剂表面流动并参加反应,进一步增大了Ni-B催化DNT加氢合成TDA的活性和选择性。当Co的摩尔分数为6%时,Ni-Co-B非晶态合金催化剂的性能最优,DNT转化率为96.8%,TDA的选择性达100%。

负载型非晶态Ni-B/SiO_2合金对芥酸加氢催化性能研究

研究了负载型非晶态Ni B/SiO2 合金催化剂对芥酸加氢制备山嵛酸的催化性能。结果表明 ,Ni B/SiO2 对芥酸加氢具有很高的活性 ,且稳定性较高 ,其催化性能优于非负载Ni B非晶态合金和RaneyNi催化剂。

改性凹凸棒土负载Ni-B非晶态合金催化剂的制备及其顺酐选择加氢制γ-丁内酯反应研究

以硫酸改性凹凸棒土(PAL)为催化剂载体,利用化学还原法制备了一系列Ni-B/PAL-X非晶态合金催化剂,并进行了XRD,TEM,XPS,BET表征:考察了催化剂制备和反应条件对顺酐选择加氢制γ-丁内酯反应的影响。结果表明,在反应压力3MPa、反应温度200℃、反应时间2h的条件下,以Ni-B/PAL-8为催化剂,顺酐转化率达到100%,γ-丁内酯收率达到96.4%;经过硫酸改性后的凹凸捧土载体的棒状、针状结构以及其较高的比表面积是Ni-B/PAL-8催化剂顺酐选择加氢制γ-丁内酯高活性的主要原因。

Mo改性Ni-B/-γAl_2O_3非晶态合金催化剂用于糠醛液相加氢制糠醇

在Ni-B/γ-Al2O3,非晶态合金催化剂中添加Mo改性应用于催化糠醛液相加氢制糠醇反应.采用差示扫描量热法（DSC）、比表面测试（BET）、程序升温还原（TPR）和程序升温脱附（TPD）-系列表征手段,研究催化剂的热稳定性和表面性质,探讨催化剂的活性中心.结果表明,Ni-B/γ-Al2O3非晶态合金催化剂表现出很高的催化活性和对糠醇的选择性.当添加的Mo在催化剂中含量为1.25%～2.5%时,糠醛转化率、糠醇选择性都达到100%.