[發明專利]氧化鎳低溫還原法制備Ni12P5

無效

• 申請號: 200910070567.5
• 申請日: 2009-09-24
• 公開（公告）號: CN101670292A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 李偉;關慶鑫;張明慧
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: B01J27/185
• 分類號: B01J27/185;B01J37/16;C01B25/08
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技術領域

本發明提出一種利用次磷酸鈉熱分解產生的磷化氫還原氧化鎳前體來制備磷化鎳(Ni₁₂P₅)的新方法。 該方法采用硝酸鎳為鎳源焙燒后得到氧化鎳，將所得氧化鎳浸漬次磷酸鈉溶液后得到前體，通過對前體進 行簡單的低溫熱處理來合成Ni₁₂P₅。本發明的特點在于所采用的工藝簡單，Ni₁₂P₅的制備溫度低，生產周 期短，不需要程序升溫等復雜的步驟，僅需常壓下簡單的熱處理。所用原料價格便宜、安全，所需設備成 本低。因為Ni₁₂P₅相的催化劑加氫脫硫和加氫脫氮活性都高于傳統的硫化態相的催化劑，所以可廣泛應用 于油品的加氫處理。

背景技術

減少環境污染和高效利用能源是21世紀的熱門話題。開發新型催化劑來生產清潔燃料已引起人們廣 泛的關注。過渡金屬磷化物是P原子進入過渡金屬晶格而形成的一類具有金屬性質的間充化合物，它們兼 有共價固體、離子晶體和過渡金屬的特性，從而表現出特殊的物理和化學性質。從90年代中后期到現在 的研究表明，過渡金屬磷化物在HDS和HDN的催化反應中表現出很好的催化活性，因而，它又是具有潛 在應用前景的催化新材料。因為Ni₁₂P₅相的催化劑加氫脫硫和加氫脫氮活性都高于傳統的硫化態相的催化 劑，所以可廣泛應用于油品的加氫處理。

傳統的Ni₁₂P₅的制備方法是磷酸鹽前體在氫氣氣氛中的程序升溫還原。盡管此方法簡單可行，但是此 種方法在制備過程中需要斷掉磷酸鹽中的P-O鍵，因而需要較高的制備溫度(一般在550℃以上)。而且程 序升溫還原在大規模生產中也很難實現。本發明中提到的利用次磷酸鈉熱分解產生的磷化氫還原氧化鎳前 體來制備磷化鎳(Ni₁₂P₅)的新方法解決了以上的難題。其所采用的工藝簡單，Ni₁₂P₅的制備溫度低，生產 周期短，不需要程序升溫等復雜的步驟，僅需常壓下簡單的熱處理。所用原料價格便宜、安全，所需設備 成本低。

發明內容

本發明提出一種利用次磷酸鈉熱分解產生的磷化氫還原氧化鎳前體來制備磷化鎳(Ni₁₂P₅)的新方法。 該方法采用硝酸鎳為鎳源焙燒后得到氧化鎳，將所得氧化鎳浸漬次磷酸鈉溶液后得到前體，通過對前體進 行簡單的低溫熱處理來合成Ni₁₂P₅。

本發明的特點在于所采用的工藝簡單，Ni₁₂P₅的制備溫度低，生產周期短，不需要程序升溫等復雜的 步驟，僅需常壓下簡單的熱處理。所用原料價格便宜、安全，所需設備成本低。

Ni₁₂P₅催化劑合成步驟如下：

稱取一定量的硝酸鎳在550℃空氣氣氛下焙燒2小時即可得到氧化鎳。在室溫攪拌下，按照化學計量 關系，將所需量的次磷酸鈉溶于去離子水中，攪拌溶解后將所需量的氧化鎳加入到溶液中浸漬，充分攪拌 2小時后將所得溶液在一定溫度下烘干。然后將烘干后的前體粉末研磨后裝入反應器內，在靜態的氮氣保 護氣氛中將前體在一定溫度下熱處理10分鐘以上。將所得產物水洗后烘干即得到所需的Ni₁₂P₅。

合成步驟中所述的化學計量關系是NiO∶NaH₂PO₂等于1∶2；所述的硝酸鎳是分析純硝酸鎳；所述的 次磷酸鈉是分析純次磷酸鈉；前體溶液的烘干溫度為40～80℃；前體熱處理溫度為250～350℃。

附圖說明

附圖1是所合成的Ni₁₂P₅樣品的粉末X射線衍射圖。

具體實施方式

本發明可通過實施例詳細說明，但它們不是對本發明做任何限制。在這些實施例中，XRD譜圖由日本 理學D/MAX-2500型X-射線衍射儀測定，管壓40kV，管流100mA，掃描速度8°/min。

這些實施例說明了Ni₁₂P₅的合成過程。

實施例1

首先在室溫攪拌狀態下將4.28g的次磷酸鈉(NaH₂PO₂.H₂O)加入到18mL去離子水中，溶解10min 之后加入1.49g的NiO。繼續攪拌2小時后，將所得的溶液放入培養皿內80℃烘干。然后將烘干后的前體 粉末裝入反應器內，在靜態的氮氣保護中250℃熱處理10min，然后將所得產物水洗后烘干，所得樣品具 有附圖1的特征。