专利名称：一种镍纳米催化剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及用镍酸锂或氯化镍与离子交换树脂或具有离子交换功能的高分子材料反应，制备一种非均相镍纳米催化剂的方法，属于材料领域。
背景技术：
镍催化剂因为价格低，工艺可控性强，反应活性高，广泛应用于加氢，偶联，氧化，歧化等多种有机反应中。现在工业生产中大多采用Raney-Ni作为催化剂。Raney-Ni是利用熔融法制备的镍催化剂，其主要缺陷是反应选择性低，比较容易失活，耐热性差，限制了生产能力和催化剂的寿命。因此开发高活性，低成本，低污染，新型的镍催化剂具有十分重要的意义。
纳米镍由于尺寸小，比表面积大，表面原子数较多和表面原子的配位不饱和性导致其表面活性位点增多，具有很高的催化活性，近年来引起了催化界研究者的极大重视。目前纳米镍的合成方法有气相法，液相法和固相法。气相法包括惰性气体凝聚法，气相化学还原法等。液相法包括液相化学还原法，溶胶-凝胶法，反相微乳液法。固相法包括机械合金化法和固相氧化还原法。其中，惰性气体凝聚法的产品纯度高，结晶组织好，粒子清洁，少有团聚，是目前制备纳米镍的主要方法，但技术设备要求高，能耗高，粒径分布较宽，颗粒易氧化不易工业化。而固相法生产纳米镍产量高，工艺简单，但晶粒粒径偏大且分布宽，产品纯度不高。
与以往制备纳米镍的方法不同，本发明采用NiCl2或LiNiO2与阳离子或阴离子交换树脂反应，使Ni+或NiO2-离子被吸附在离子交换树脂上，然后用NaBH4等还原剂还原，使之转化为Ni(0)并均匀地附着在离子交换树脂上。此方法操作简单，得到的纳米镍粒径均匀，纯度高，催化活性强，回收方便，可以重复使用多次，具有很好的工业化前景。
发明内容
用LiNiO2与阴离子交换树脂或具有阴离子交换功能的高分子材料反应，使NiO2-附着在阴离子交换树脂上，用NaBH4还原，得到Ni(0)，然后用稀盐酸或氯化钠水溶液洗得产物。合成路线如下
具体合成方法是将阴离子交换树脂加入LiNiO2的水溶液中，振摇1hr，过滤，用100ml去离子水洗涤。将洗涤后的树脂加入NaBH4水溶液中，同时振摇直至无气体放出为止，过滤，用去100ml离子水洗涤，将得到树脂浸泡于2mol/L的HCl中1hr，过滤，用去离子水洗至pH＝6，最后用100ml甲醇洗然后真空干燥两天得产物。
用NiCl2与阳离子交换树脂或具有阳离子交换作用的高分子材料作用，使Ni2+附着在阳离子交换树脂得产物，用NaBH4还原吸附有Ni2+的阳离子交换树脂得产物。合成路线如下 具体合成方法是将阳离子交换树脂加入LiCl2的水溶液中，振摇1hr，过滤，用100ml去离子水洗涤。将洗涤后的树脂加入NaBH4水溶液中，同时振摇直至无气体放出为止，过滤，用去100ml离子水洗涤，将得到树脂浸泡于2mol/L的NaCl溶液中2hr，过滤，用去离子水洗至pH＝6，最后用100ml甲醇洗然后真空干燥两天得产物。
本发明的优点在于操作简便，得到纳米粒子粒径分布窄，催化活性高，易于回收。
实施例下面通过实施例具体说明本发明，但本发明并不只限于下面的例子。
实施例1将0.293g(3mmol)LiNiO2溶于100ml去离子水中，加入30g强碱型季铵I型阴离子交换树脂(201*4型)，振摇1hr，过滤，用100ml去离子水洗涤，1.07g NaBH4溶于150ml去离子水中，加入树脂中同时振摇直到无气体产生。过滤，用100ml去离子水洗涤，然后将树脂溶于100ml的盐酸(2mol/L)中，振摇1hr，过滤，水洗至pH＝6，用100ml甲醇洗涤，真空干燥2天得产物。
实施例2将0.713g(3mmol)NiCl2·6H2O溶于100ml去离子水中，加入30g磺酸型阳离子交换树脂(TS-92型)，振摇1hr，过滤，用100ml去离子水洗涤。1.07g NaBH4溶于150ml去离子水中，加入树脂中同时振摇直至无气体产生，过滤，用100ml去离子水洗涤，然后将树脂溶于2mol/L的NaCl溶液中，振摇2hr，过滤，水洗至pH＝6，用100ml甲醇洗，真空干燥两天得产物。
权利要求
1.一种吸附于离子交换树脂上纳米镍的合成方法，其特征在于用离子交换树脂或具有离子交换树脂的高分子材料与氯化镍或镍酸锂反应，继而用硼氢化钠还原得产物，具体路线如下 其中阴离子交换树脂包括弱碱性、强碱性阴离子交换树脂，转型的阴离子交换树脂以及与之对应的各种国外的阴离子交换树脂，具有阴离子交换功能的高分子材料；如强碱型性季铵I型阴离子交换树脂(201*4型，201*7型)，大孔强碱型性季铵I型阴离子交换树脂(D201型)大孔强碱型性季铵型П阴离子交换树脂(D202型)，大孔弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂(D301型)等各种阴离子交换树脂；阳离子交换树脂包括强酸型，中强酸型及弱酸性阳离子交换树脂，转型的阳离子交换树脂以及与之对应的各种国外的阴离子交换树脂，具有阴离子交换功能的高分子材料；如001*4(734)强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，TS-90打孔强酸性阳离子交换树脂，JT008均孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂等；NiX2包括NiCl2，Ni(NO2)2，NiSO4等各种镍的二价及三价盐。
全文摘要
本发明提供了一种吸附在离子交换树脂上的纳米镍的合成方法，属材料科学领域。该方法首先用离子交换树脂或具有离子交换树脂功能的高分子材料与氯化镍或镍酸锂反应，继而用硼氢化钠还原便可得到产物。用这种方法制备的纳米镍催化剂分布均匀，粒径范围窄，催化活性强，易于回收。
文档编号B01J31/08GK1903430SQ20061010961
公开日2007年1月31日 申请日期2006年8月10日 优先权日2006年8月10日
发明者温鸿亮, 周智明 申请人:北京理工大学