氟处理前后的lani对乙基咔唑的催化加氢作用

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1、精选公文范文管理资料氟处理前后的LaNi5对乙基咔唑的催化加氢作用　　全球经济增长引起的化石能源危机及日趋严重的环境污染问题是21世纪人们所面临的重大挑战，因此，清洁的可替代能源也成为本世纪的研究热点。氢是最轻且质量能量密度最大的燃料，它的燃烧产物为水，对环境无污染，因而被公认为未来可替代石油类化石燃料的能源。但是，经济、高效和安全的储氢技术是目前阻碍氢能利用的主要瓶颈之一[1]。近年来化学储氢技术研究取得了极大的进展，主要包括金属氢化物储氢、液体有机氢化物储氢、配位氢化物储氢及浆液储氢等。乙基咔唑作为一种新型液相储氢材料，质量储氢密度较高（质量分数

2、为5.8%），脱氢温度比传统有机氢化物低，具有很好的应用前景[2]。Eblagon等[3,4]比较了Ru、Rh、Pd[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料的不同负载型催化剂对乙基咔唑的催化加氢性能及各反应的加氢速率，并建立了反应过程模型，同时进一步从理论上研究了催化加氢反应机理。Wan等[5,6]对乙基咔唑在Ru/γ-Al2O3催化下的加氢性能和加氢动力学进行了探索性研究，并系统地研究了乙基咔唑的可逆储放氢。　　陈长聘等[7]提出液体有机氢化物与金属储氢材料结合可形成优势互补的“双相储氢”过程，这既能克服金属储氢材料易粉化、储氢时热

3、量不易导出的缺点，又能利用金属储氢材料催化有机液体加氢。　　Kustov等[8]对芳香族化合物在LaNi5、Mg2Ni、Pt/LaNi5及Pt/Mg2Ni催化下的加脱氢性能及动力学进行了研究，发现负载Pt的储氢合金在有机液体氢化物脱氢过程中表现出更高的活性。为了改善储氢合金的表面活性，Wang等[9,10]用NH4F溶液对合金进行了表面处理，即氟处理。　　本工作以LaNi5储氢合金-乙基咔唑体系为研究对象，考察氟处理前后的LaNi5对乙基咔唑的催化加氢作用，同时结合氟处理前后[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料LaNi5扫描电镜的

4、表征结果，分别对两种情况下乙基咔唑的加氢反应过程进行分析，并考察温度、压力对乙基咔唑加氢反应的影响，以寻求较佳反应条件。　　　　1实验部分　　1.1LaNi5的活化及氟处理　　LaNi5为阿法埃莎（天津）化学有限公司产品，纯度为99.9%。由于LaNi5合金与空气接触后会在其表面慢慢形成致密的氧化金属层，从而降低其催化活性，故在使用前需进行活化处理。LaNi5活化是在自制的Sievert’sMH115型吸放氢性能测试装置上进行[11]，其活化步骤也相同。待合金完全活化后分成两部分，一部分直接用于催化乙基咔唑加氢实验，另一部分经过氟处理后再对乙基咔唑进

5、行加氢实验。LaNi5合金的氟处理过程为将活化后的LaNi5按1g:10mL的比例置于配置好的氟化铵溶液中，搅拌浸润10h，静置分层后倒去上层溶液，最后用丙酮萃洗合金三次。　　1.2乙基咔唑的催化加氢反应　　　　图1是实验装置示意图。乙基咔唑的加氢反应在FYX-D01[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料型机械搅拌高压釜（大连第四仪表厂）中进行，反应釜的容积为0.1L。反应过程中吸氢氢库2为反应体系提供氢气，通过氢库内的压力传感器在线记录反应体系内压强变化，进而转换成反应体系的吸氢量。反应时，先将1.0g处理过的催化剂和10g乙基咔

6、唑加入到高压釜中，密封，抽真空。　　为确保催化剂活性，先需要将整个体系在高压下吸氢，低压下放氢三次左右。当最后一次放氢结束后，将高压釜抽真空，正式开始进行催化加氢反应。首先通入少量氢气，加热至设定温度，然后打开阀门，使氢库和高压釜连通，最后打开搅拌装置进行加氢反应，记录压力随时间的变化情况。　　　　2结果与讨论　　2.1氟处理LaNi5的催化性能　　催化剂量为1.0g，加氢温度为443K，压力为6.0MPa，搅拌转速为600r/min下得到的氟处理前后LaNi5催化乙基咔唑加氢量随时间的变化曲线如图2所示。由图2可知，在未进行氟处理的[键入文字][键

7、入文字][键入文字]精选公文范文管理资料LaNi5催化下，乙基咔唑加氢较缓慢；而在氟处理后的LaNi5催化下，乙基咔唑加氢速度明显提高，反应250min后的加氢量可达0.027mol/g。通过曲线拟合后求得两条加氢曲线的初始加氢速率分别为2.32×10-5mol/(min·g)(未处理)、2.73×10-4mol/(min·g)(氟处理后)，后者的速率明显比前者大很多，是前者的12倍。由此表明，对活化后的LaNi5进行氟处理能够大大地改善其对乙基咔唑的催化加氢性能，故在后续的实验中均以氟处理的LaNi5为催化剂。　　　　2.2氟处理对LaNi5表面形

8、貌的影响　　为了探讨氟处理对合金的影响，采用HitachiSU-70型扫描电子显微镜（SEM）对氟处理前后L