废雷尼镍催化剂的组成分析.pdf
2009 年 8 月岩石和矿物分析卷。 28、没有。 321～324 收稿日期：； 修改日期： 基金项目：国家自然科学基金（、）； 国家重点基础研究发展计划（973计划）项目（ ）； 南京大学分析测试基金项目 发起人简介：盛东（1962），男，江苏南京人，工程师，从事表面形貌分析。 电子邮件：@nju。 教育。 cn. 通讯作者：**甄(1963)，男，江苏省扬州市人，博士，教授，从事色谱/质谱分析研究。 邮箱：@nju． 教育。 cn. 文章编号: (2009) 废雷尼镍催化剂的成分分析 南京大学现代分析中心, 江苏南京 ; 南京大学化学化工学院生命分析化学教育部重点实验室，江苏南京）摘要：采用红外光谱、X射线粉末衍射、等离子体发射光谱、X射线光电子能谱、扫描电子光谱采用显微镜、元素分析等仪器分析方法，对废雷尼镍催化剂的成分进行了综合分析。 废催化剂中镍元素成分含量高，具有较高的回收价值； 通过实验，获得了镍、铝、钙、铁、钼、铜、硅等组分的定量信息和部分定性信息，建立了废雷尼镍催化剂中镍的回收利用技术方案。
关键词：雷尼镍催化剂； 成分分析； 回收CLC号：O657； TE624。 复合分析法，南京大学盛东梅少波化学分析，南京，陈;分析化学生命科学部重点实验室，南京大学化学工程学院，南京，中国）摘要：典型废物雷尼镍催化分析综合分析仪e （IR），粉末衍射仪（XRD），指导性耦合d等离子体原子发射光谱仪（），X射线光电子能谱仪（XPS），扫描电子显微镜（SEM） ，元素分析（EA）重量分析法。 其中镍含量较高的废催化剂可回收利用。 对废弃物中的一些成分、、eron、ml、镨、铜进行了定量分析，并进行了一些成分网的定性分析。 提出了废镍催化剂回收利用的技术方案。 关键词：雷尼镍催化剂； 成分分析； 回收雷尼镍（）是一种具有海绵状孔隙结构的镍铝合金催化剂。 自1925年发明以来，已发展成为广泛使用的催化剂。
雷尼镍可用于不饱和烯烃、炔烃、芳烃、硝基、氰基、羰基等的催化加氢，甚至可用于具有不饱和键的聚合物的加氢反应，也可用于饱和烃的氢解。 异构化、环化等； 在环境治理方面，雷尼镍有望用于降解含酚废水制氢。 此外，它还是一种低过电压的电极材料。 近20年来，现代检测手段的应用促进了人们对雷尼镍物理性质和制备机理的认识。 雷尼镍作为石油化工生产中的加氢催化剂，使用一定时间后会失活。 一般来说，大型石化企业每年都会失去活力。 可排放数十吨废催化剂。 如果不回收，将会污染环境并浪费宝贵的资源。 废镍催化剂经熔炼后可制成粗镍板，也可制成各种镍盐（如硫酸镍、硝酸镍等），也可采用铝热法将废镍催化剂还原成新催化剂。 从催化剂中回收贵金属的方法有很多[1417]； 但对于废催化剂中痕量的钯、铂等贵金属的分析，只有相对完整的方法[18]。 在镍催化剂的分析方面，目前只有分光光度法和EDTA。 有报道采用滴定法测定单一镍含量[1920]，这两种方法都容易受到其他共存金属元素的干扰。 本文综合运用了红外光谱（FTIR）、X射线粉末衍射（XRD）、等离子体发射光谱（）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）等多种仪器分析方法，元素分析测定了废雷尼镍催化剂中常量元素镍的含量，并测定了其他元素和物质的含量和组成。
此外，提出了废雷尼镍催化剂回收利用的技术方案，对其他含镍催化剂的回收利用也具有一定的参考意义。 1100型电感耦合等离子体直读光谱仪(美国 Ash公司)； aeus公司）； 射线光电子能谱仪（英国VG公司）； 叶片变换红外光谱仪（美国公司）； 扫描电子显微镜（日本日立公司）。 无水乙醇、石油醚(120)、HCl、HNO乙醇提取。 将块状废雷尼镍催化剂直接研磨成粉末。 将精确粉末原样置于60mL烧杯中，分3次加入30mL水乙醇，浸泡，充分搅拌，静置，转移至已干燥至恒重的玻璃砂芯漏斗中，洗涤样品加20mL无水乙醇。 将玻璃砂芯漏斗放入烘箱中干燥至恒重。 烘箱温度设置为140℃，干燥时间为60分钟。 得到乙醇提取后的样品，称重，得到原催化剂样品中有机物的质量； 同时，将吸滤瓶中的乙醇提取物转移至另一个60mL烧杯中，蒸干乙醇，得蜡状固体。 石油醚提取准确称取0。与第1节类似的方法。用石油醚代替无水乙醇作为提取溶剂。 抽气、洗涤、恒重条件与乙醇提取相同。 最后得到石油醚萃取后的样品，称重并计算，得到原催化剂样品中有机物的质量。 。
上述提取步骤重复一次。 红外光谱分析：取原样、乙醇提取物、乙醇提取物、石油醚提取物适量，压制成KBr片，进行红外光谱（FTIR）测定。 从图1(a)可以看出，废雷尼镍催化剂在2919处有较强的吸收，表明样品中含有直链烷烃，与石蜡的光谱相似； 图1（b）为乙醇提取物的红外光谱，在2923处。在处没有明显的吸收峰，表明经过有机溶剂乙醇和石油醚的提取和洗涤后，原样品中的蜡状有机物已被去除。基本去掉了。 有机物的重量分析蜡状有机物可能是雷尼镍催化的反应产物。 通过称重即可得到原样品中有机物的质量。 可见，石油醚对原催化剂上附着的有机物的洗涤效果略好于乙醇。 X射线粉末衍射分析：取原始样品、乙醇提取后的样品、石油醚提取后的样品进行X射线粉末衍射分析。 可以看出，废雷尼镍催化剂的原晶面间距(d，2dsinθ ，0. 1767 nm )为Ni(04 0850)晶体的特征衍射峰。 从峰强度可以看出，判断样品中是否含有相对较多的金属Ni元素。 处的峰应与催化剂上吸附的有机物一致。 催化剂经乙醇和石油醚萃取后的X射线衍射图可以看出，分为、0.、和n。 m，0.176 Ni的特征衍射峰，但与图2(a)相比，d nm处的衍射峰消失，这也证明乙醇和石油醚对原样品中的有机物具有良好的去除效果。
乙醇和石油醚去除原始样品中有机物的洗涤效果。 原分析项目有机溶剂乙醇石油醚废雷尼镍催化剂原质量/4004有机溶剂处理后样品质量/3132有机物质量/0872有机物含量/21．19 21． 78 http：www. ykcs。 交流。 CN 2009 样品的红外光谱图 FTIR光谱样品——废雷尼镍催化剂原样； b——乙醇提取物； c——乙醇处理后的样品； d——石油醚处理后的样品。 图 1 样品的 X 射线粉末衍射图 X射线衍射图样样品a——废雷尼镍催化剂原样； b——乙醇处理后的样品； c——石油醚处理后的样品。 对于等离子体发射光谱分析，准确称取原始样品、乙醇提取后的样品和石油醚提取后的样品约0.g，溶解于HCl中。 AES检测，各元素含量测定结果（表2）表明，去除有机物后，剩余部分是以雷尼镍（主要成分Ni Al）为主的无机物，石油醚去除有机物效果稍好比乙醇。 AES 分析表 分析结果 分析元素 原样 乙醇提取样品 石油醚提取样品 Ni 56. 00 72. 30 72. 70 Al 79Ca 20Fe 20Mo 13Cu 02总计 50. 89 75. 51 76. 04 Ni元素含量非常高，并且使用ICP AES检测Ni含量时会存在较大误差； 高含量Ni的测定通常采用二乙酰肟重量法。准确称取原样、乙醇提取样品和石料适量。