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摘 要

：研究了镍基催化剂的发展现状以及今后可能的发展方向，总结了镍基催化剂的制备方法。分析了镍基催化剂在石油化工领域的催化加氢性能，总结了镍基催化剂在加氢反应中的应用，并且比较了载体、温度等因素对镍基催化剂催化活性的影响。介绍了镍基催化剂的回收利用的可行性。提出镍基催化剂的发展要加强对新型材料的研究，需改进和创新制备的方法和技术，综合各种因素，从而得到高性能的镍基催化剂。

关 键 词：镍基催化剂，制备，加氢，影响因素

Abstract：Studied the current situation of the development of nickel-based catalysts and possible future development direction, summarized the preparation methods of nickel-based catalysts nickel-based catalysts in the petrochemical industry are analyzed in the field of catalytic hydrogenation performance, the application of nickel-based catalysts in the hydrogenation reaction are summarized, and compared the carrier temperature and other factors that affect the photocatalytic activity of nickel-based catalysts of nickel-based catalysts are introduced, the feasibility of recycling is proposed: the development of nickel-based catalysts to strengthen the research of new materials, needs the preparation methods and the technical improvement and innovation, a combination of factors, so as to get high performance of nickel-based catalysts.

Keywords: nikel-based catalyst, preparation, hydrogenation performance, influencing factor

目 录

1. 前言 3

2. 常用的镍基催化剂 3

2.1 非负载型镍基催化剂 3

2.2 负载型镍基催化剂 7

3. 镍基催化剂的制备 8

3.1 浸渍法和沉淀法 8

3.2 溶胶-凝胶法 8

3.3 等离子体法 9

4. 镍基催化剂在加氢反应中的应用 9

4.1 镍基催化剂在加氢处理中的应用 9

4.1.1 镍基催化剂加氢脱氮 10

4.1.2 镍基催化剂加氢脱氧 10

4.1.3 镍基催化剂加氢脱硫 10

4.2 镍基催化剂在催化加氢中的应用 11

5. 镍基催化剂催化性能的影响因素 12

5.1 载体 12

5.2 助剂 13

5.3 温度 14

5.4 镍含量 14

5.5 硫化 15

6. 镍基催化剂的回收利用 15

结论 16

参考文献 17

致 谢 20

1. 前言

石油炼制工业的生产目的是提高轻质油品的收率、提高产品的质量，但在普通的石油加工生产过程中产品的收率与质量往往是不能同时达到目标的。但是通过加氢反应，却能几乎能同时满足这两个要求。

加氢反应一般包括加氢处理和催化加氢这两个领域。加氢处理主要包括加氢脱氮、加氢脱痒、加氢脱硫、加氢脱芳、加氢裂解等；催化加氢又分为选择性加氢、简单加氢和不对称加氢。加氢反应具有使用的原料油局限小，生产产品的灵活性大，得到的产品不仅收率高而且质量高，对环境危害小，劳动强度小等优点，因此普遍应用于原料的预处理和对产品的精制。而加氢反应的核心要素就是催化剂，催化剂的性质基本上就决定了反应过程中的工艺条件、操作参数及得到的产品质量。目前最常用的催化剂是以第Ⅷ族过渡金属元素制备合成的催化剂。这些金属催化剂中，最先的、大多数的研究都是镍基催化剂。镍基催化剂性能良好，是一种被广泛应用的通用型催化剂。而且镍同铂系元素相比，价格更低廉、资源更丰富。虽然铂系金属元素催化加氢性能优良，但其容易硫化中毒，而且价格昂贵，所以人们一直致力于研发镍和其他相对便宜而且有长使用寿命的复合催化剂，而不是使用铂系催化剂，并且寻求一种镍含量高、比表面积大、大孔容且易沉淀的镍基催化剂。

2. 常用的镍基催化剂

镍基催化剂主要分为负载型催化剂与纯态非负载型催化剂。其中低温液相催化反应大多使用纯态非负载型催化剂，因为在高温条件下，很容易使相互接触在一起的活性中心团聚、烧结，从而致使催化剂快速失活。负载型催化剂则不存在这一缺陷，由于载体的存在，很好的阻碍了活性中心之间的相互作用，这不仅提高了活性中心的催化效率同时降低了催化剂的成本，而且使负载型催化剂能适用于任何催化反应，负载型催化剂的应用往往就由载体的性质决定了。

2.1 非负载型镍基催化剂

①骨架镍催化剂：首先是由Raney在1925年合成的^[1]，由于合成的催化剂是一种多孔金属，所以被形象地称作骨架镍催化剂。骨架镍催化剂的主要合成过程分为三个步骤：将镍金属和碱溶性金属（通常主要使用铝金属），置于惰性气体中，经过高温煅烧处理，然后得到合金；将合金粉碎成一定尺寸的粉末；最后把合金粉末放置于碱液中以除去碱溶性金属或者合金，然后就能得到骨架镍催化剂。

骨架镍催化剂是一种广泛应用于工业上的液相加氢催化剂。然而，在骨架镍催化剂的合成过程中，需要很高的温度高达1300摄氏度，而且在浸取步骤中消耗了大量的金属铝，而且此合成过程会生成大量的废液造成生态环境的污染。大量的活性氢原子吸附在骨架镍催化剂的表面，因此必须保存在液体中来与空气隔离。如果催化剂在制备过程中，处理不当的存放和运输容易引发火灾，造成巨大的安全隐患。现代的科学研究一部分致力于改善修饰骨架镍，进一步发挥其催化活性高的优点^[2]。另一部分则针对骨架镍催化剂的缺点，希望研究出新型镍基催化剂来代替骨架镍催化剂，但是不管在催化活性还是反应后固液分离的容易程度上，这两个主要的指标还很难达到骨架镍催化剂现有的的水平。对于催化剂的研究开发人员来说，研究开发出一种催化活性高，又具有良好的安全性，而且合成过程对环境友好的催化剂任重而道远。

②漆原镍催化剂：日本科学家漆原为了避开骨架镍催化剂的专利权，于是在1952年发明了漆原镍催化剂。漆原镍催化剂的合成过程主要分为两个步骤：使用的金属粉末还原电动势大于镍的来作为还原剂，将还原剂与含有镍离子的溶液反应从而得到催化剂的前驱体沉淀；反应时产生的其他的非活性物质则使用碱溶液或者酸溶液除去，以降低残留在前驱体中的还原性金属粉末的含量，从而得到漆原镍催化剂。大量的废液同样会在其展开步骤中产生，这同样不利于绿色环保。刘皓^[3]等人采用锌粉还原氯化镍制备了漆原镍催化剂, 并将其用于催化间二硝基苯加氢制间苯二胺和2,5-二氯硝基苯加氢制2,5-二氯苯胺反应，表现出很高的活性和选择性。在乙醇溶剂中加入适量的水，可大大提高反应速率，适量的脱氯抑制剂可以有效的提高2,5-二氯硝基苯加氢速率并且提高2,5-

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