镍铝合金又称雷尼镍 主要是作为有机反应中加氢反应的催化剂

日期: 2024-06-27 16:12:58|浏览: 85|编号: 76798

友情提醒:信息内容由网友发布,请自鉴内容实用性。

镍铝合金又称雷尼镍 主要是作为有机反应中加氢反应催化剂

雷尼镍的催化活性取决于不同的镍铝合金及不同的添加合金的方法、所用碱的浓度、溶解时间、反应温度及洗涤条件等。总之,采用不同的制备条件,可得到不同活性、不同用途的雷尼镍(雷尼镍通常用符号W表示,数字1~7代表不同的数字)。现将不同类型的雷尼镍的制备方法归纳如下。

1、将含镍50%、铝50%的镍铝合金用0℃的25%氢氧化钠水溶液处理,反应2~3小时,然后用水洗至中性。

制备方法:将300g铝镍合金在2~3小时内缓慢加入到含有300g氢氧化钠的水溶液中,同时搅拌并置于冰浴上冷却。加入完毕后,将反应混合物在搅拌下加热至115~120℃,反应3小时至不再有气泡逸出。然后将溶液稀释至3L,倾析出含有铝酸钠的上清液。倾析洗涤六次。然后用布氏漏斗中的蒸馏水洗涤(不要沥干,否则会自燃)直至溶液在石蕊试纸上呈中性。然后用95%乙醇洗涤三次,并储存在装有无水乙醇的磨口瓶中备用。

2.将W-2型雷尼镍用20%氢氧化钠溶液在25°C下处理2小时,然后用水洗至中性。

制备方法:在4L烧杯中,将380g氢氧化钠溶解于1.5L蒸馏水中,搅拌,在冰浴上冷却至10℃。在搅拌的同时,将300g镍铝合金分批小量地加入碱溶液中,加入速度应控制在使溶液温度不超过25℃(在冰浴上)。当全部加入完毕(约2小时)后,停止搅拌,将烧杯从冰浴中取出,让反应溶液升至室温。当氢气产生较慢时,可将其放在沸水浴中缓慢加热(避免加热过快,防止过多的气泡溢出反应液),直至气泡产生速度再次减慢(约8~12小时,此时应通过加入蒸馏水保持溶液体积基本恒定)。然后静置,让镍粉下沉,倒掉上层清液。 加蒸馏水至原体积,搅拌溶液使镍粉悬浮,再次静置使镍粉下沉,倒去上清液。然后转移至2L烧杯中,倒去上清液,加入含50g氢氧化钠的水溶液500ml,搅拌、静置,倒去上清液。加蒸馏水500ml,搅拌、静置,倒去上清液。如此反复水洗数次,直至洗液对石蕊试纸呈中性,再洗10次(约20~40次)。倒去上清液,加%乙醇,用倾析法洗涤三次,再用无水乙醇洗涤三次。制备好的雷尼镍应存放在盛有无水乙醇的磨口瓶中(不与空气接触),催化剂必须保持在液面以下,悬浮在液体中的W-2型雷尼镍重约150g。

3、在50℃时将20%氢氧化钠加入W-3型雷尼镍中,使合金分解,反应40分钟,用水洗至中性。

制备方法:在装有温度计和不锈钢搅拌器的2L三口烧瓶中,放入含128g氢氧化钠的水溶液500ml,放在冰浴上冷却。在快速搅拌下,将100g镍铝合金分批(每次2-4g)加入溶液中,控制加合金的速度,控制温度在50±2℃,每次间隔25-30分钟,小心防止泡沫冲出瓶外。当所有合金加完后,撤去冰浴,在搅拌下于50℃反应40分钟。然后倾析并用蒸馏水洗涤数次,移至雷尼镍处理装置中,循环反复洗涤,用约15l蒸馏水(约2-3小时)洗涤催化剂,直至石蕊试纸呈中性。 倒出上清液,将较重的沉淀移至250ml离心机中,用150ml 95%乙醇洗涤,再离心沉降,重复三次,即得W-3型雷尼镍。催化剂贮于含有乙醇或其他惰性溶剂的磨口玻璃瓶中,远离空气保存。

4、将20%氢氧化钠水溶液在50℃下加入W-4型雷尼镍中,使合金分解,反应50分钟,保温1小时,用水洗至中性。

制备方法:在装有机械搅拌器和温度计的500ml三口烧瓶中,将32.5g颗粒氢氧化钠溶解于125ml水中。将烧瓶放在12.5cm漏斗上,用流水冷却。当溶液温度降到50℃时,将25g雷尼镍分小批(每次1-2g)加入到剧烈搅拌的溶液中,维持温度在50±2℃。加入几滴乙醇以消除泡沫。当所有合金加完后,向漏斗中通入水蒸气,维持反应液温度在50℃,保温1h。加入100ml 2mol/L氢氧化钠,用倾析法洗涤雷尼镍,再用蒸馏水(2×100ml)洗涤;将雷尼镍转入雷尼镍洗涤装置中,用自来水以约100ml/min的流速洗涤。 溢出的水由伸入量筒的玻璃管引走,此玻璃管通过安全瓶与水泵相连,将水抽走。调节搅拌速度,使雷尼镍在量筒下部翻滚(尽量减少洗液对微小颗粒的冲刷)。1~1.5小时后,洗液呈中性,将沉淀后的水倒掉。用乙醇(4×50ml)倾析法洗涤镍,将雷尼镍存于乙醇液面以下的广口瓶中,盖上瓶塞备用。

5、W-5型雷尼镍用20%氢氧化钠在50℃下处理镍铝合金,反应20~30分钟,水洗至中性。活性与W-4相近,制备方法与W-6相似,不同之处是雷尼镍在大气中洗涤,不需要氢处理。操作见W-6型雷尼镍制备方法。

6、W-6型雷尼镍在50℃下用20%氢氧化钠溶液处理镍铝合金,反应20-30分钟,在氢气存在下洗涤雷尼镍,用水洗涤,然后用乙醇处理。该催化剂对双键、三键、醛、酮、肟、硝基、苯环和吡啶基团均有很高的催化活性。在低温下使用时,选择性好,活性比W-4高。W-6在低压和100℃以下温度下反应最好。W-6型雷尼镍的用量一般占底物的5%以下,如果超过这个量,反应就会变得剧烈。如果在125℃下使用过量的催化剂,压力会从3.43MPa飙升到68.9MPa,即使立即放出氢气降低压力,压力仍可达几十MPa,将造成严重后果。 因此要特别注意,在使用W-6等高活性雷尼镍时,其用量不能任意增加,特别是在高压下(5.88MPa以上)要特别小心。

制备方法:将600ml蒸馏水和160g氢氧化钠放入装有温度计和不锈钢搅拌器的2L锥形瓶中,迅速搅拌溶液,在装有溢流虹吸管的冰浴中冷却至50℃。然后在25至30分钟内分批加入125g镍铝合金粉末。通过控制镍铝合金的加入速度和向冰浴中加入冰块使温度保持在50±2℃。所有合金加入后,在此温度下再缓慢搅拌50分钟,使悬浮的镍铝合金粉末完全消化。这往往需要撤去冰浴,换成热水浴,以保持温度恒定。此后,用蒸馏水倾析催化剂三次,每次用1L水。倾析后立即清洗。如果想得到高活性的催化剂,一切操作应尽快进行。 从开始加入合金到制备完成,整个过程不应超过3小时。操作过程中所用的橡胶软管和橡胶塞应用5%氢氧化钠煮沸,再用水冲洗,以除去硫。催化剂应装在盛有乙醇的瓶中,立即放入冰箱中保存。如果保存得当,其高活性可维持两周。在此期限之后,活性将下降到与其他低活性雷尼镍相似的水平。用上述方法制备的催化剂含镍62克,铝3~8克,体积约75~80毫升。

7.W-7型雷尼镍用20%氢氧化钠水溶液在50℃下处理镍铝合金20至30分钟,然后用酒精洗涤三次(不加水)以保持碱性。这种催化剂可能对酮、酚和腈的加氢有利,但不适用于受碱存在不利影响的反应。其活性低于W-6。

制备方法与W-6基本相同,不同之处在于:将催化剂溶解并经过三次倾析后,转移至装有95%乙醇的250ml离心瓶中,用95%乙醇搅拌洗涤三次,每次用150ml,每次离心一次。再用无水乙醇以同样方式洗涤催化剂三次,立即放入盛有无水乙醇的密封瓶中,放入冰箱中保存。

8、T-1型雷尼镍是将铝用10%氢氧化钠在90℃下溶解1小时,然后用水和酒精洗涤而制得。

制备方法:在装有搅拌器的1L三口烧瓶中,加入%氢氧化钠水溶液,加热至90℃,搅拌下分次小量加入40g镍铝合金。加入速度以保持溶液温度在90~95℃之间为宜,约20~30分钟内加入完毕。继续搅拌1小时,静置,使镍沉淀。倒掉上清液,用倾析法洗涤5次,每次200ml。再用乙醇洗涤5次,每次50ml。洗涤过程中,镍粉应始终被液体覆盖,催化剂不能暴露在空气中。配制好的催化剂用无水乙醇保存,密封,置于冰箱中,其活性可保持三个月。

提醒:请联系我时一定说明是从浚耀商务生活网上看到的!