雷尼镍PDF

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雷尼镍是一种由细小的镍铝合金颗粒组成的具有多孔结构的固体非均相催化剂，最早是由美国工程师莫里·雷尼在植物油的加氢过程中作为催化剂使用[1]。它的制备过程是将镍铝合金用浓氢氧化钠溶液处理，在此过程中，大部分铝会与氢氧化钠发生反应而溶解，留下许多大小不一的微孔。雷尼镍在表面上呈现为细小的灰色粉末，但从微观上看，粉末中每一个微小颗粒都是三维的多孔结构，这种多孔结构大大增加了它的表面积，大的表面积带来很高的催化活性，使雷尼镍被广泛用作有机合成和工业生产中加氢反应的非均相催化剂。由于“雷尼”是格雷斯化工公司的注册商标，严格地说，只有该公司戴维森化工分部生产的产品才能被称为“雷尼镍”。 “金属骨架催化剂” [2] 或“海绵金属催化剂”用于指具有微孔结构且物理化学性质与雷尼镍相似的催化剂。 历史 1897 年，法国化学家 Paul 发现微量的镍可以催化有机物的氢化。 [3] 随后镍被用于许多有机化合物的氢化。 20 世纪 20 年代，美国工程师 Maury Raney 开始致力于寻找更好的氢化催化剂。 1924 年，他使用镍和硅按 1:1 的比例混合。 用氢氧化钠处理后，硅和氢氧化钠发生反应，形成了多孔结构。

雷尼发现这种催化剂在棉籽油氢化反应中的活性比普通镍高5倍。[4] 雷尼随后用1：1的镍/铝合金制作催化剂，发现得到的催化剂活性更高，他于1926年申请了专利。[5] 时至今日，1：1的比例仍是生产雷尼镍所需合金的优选比例。 商业制备：生产雷尼镍所需的镍铝合金的制备方法是将有催化活性的金属（镍、铁或铜）和铝放在炉中熔化，将得到的熔体淬火，然后粉碎成均匀的细小颗粒。[6] 在合金成分设计上，必须考虑两个因素，一是合金中镍和铝的成分比，随着镍铝比的变化，在淬火过程中会产生不同的镍/铝相，它们具有不同的浸出性能，可能导致最终产品中出现不同的多孔结构。通常采用等量的镍和铝进行熔化。 二是加入的第三种金属的配比。在淬火过程中，有时会加入少量的第三种金属如锌或铬。它们的加入改变了合金的成分和相图，产生了不同的浸出性能，进而导致更高的催化活性，因此被称为“促进剂”[7]。镍铝相图上出现了NiAl3和NiAl，它们与浸出反应密切相关。活化雷尼镍的高催化活性来自于镍本身的催化性能及其多孔结构。多孔结构来自于用浓氢氧化钠溶液从镍铝合金中除去铝。这个过程叫做浸出。简化的浸出反应如下：