碳納米管負(fù)載非晶態(tài)鎳磷的催化性能研究.pdf

1、在共沉淀法制備的3種鎳基催化劑上裂解甲烷制備了碳納米管，研究結(jié)果表明：催化劑的性質(zhì)對(duì)碳納米管的產(chǎn)率，結(jié)構(gòu)，形貌和物性有重要影響。應(yīng)用XRD，TEM，BET和TG等表征手段對(duì)碳納米管進(jìn)行了表征。在Ni-Cu-Al催化體系中加入少量碳酸鈉會(huì)降低碳納米管的產(chǎn)率，使竹節(jié)狀碳納米管轉(zhuǎn)變成大內(nèi)徑碳納米管。體系中的碳酸鈉對(duì)控制碳納米管的形貌起了重要作用。利用化學(xué)氣相沉積技術(shù)在多孔氧化鋁模板上制備了取向碳納米管陣列。通過控制陽極氧化電壓可以調(diào)節(jié)膜板的孔

2、徑，進(jìn)而可以控制碳管的直徑。 以次磷酸為還原劑，有機(jī)胺為pH值調(diào)節(jié)劑，用誘導(dǎo)——化學(xué)還原法制備了非晶態(tài)NiP/CNTs催化劑。以苯加氫為探針反應(yīng)，研究了碳納米管的不同處理方法以及催化劑的制備條件對(duì)非晶態(tài)NiP/CNTs催化活性的影響。用XRD，TEM，ICP，TPR，XPS，H2-TPD和DTA等方法對(duì)催化劑進(jìn)行了表征。討論了載體——碳納米管和稀土對(duì)非晶態(tài)NiP/CNTs催化劑活性和熱穩(wěn)定性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：硝酸氧化和KOH

3、活化均能促進(jìn)碳納米管負(fù)載非晶態(tài)NiP的催化活性。催化劑的制備條件對(duì)非晶態(tài)NiP/CNTs催化劑活性有一定影響。NiP在載體上具有非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。合金負(fù)載后粒徑明顯變小，分散度和比表面積有很大提高。非晶態(tài)NiP/CNTs催化劑中磷以及碳納米管都能向鎳給出電子，使鎳表面富電子狀態(tài)。富電子狀態(tài)的鎳更易被還原，氫在其上的吸附強(qiáng)度降低。非晶態(tài)NiP/CNTs催化劑的苯加氫活性較非晶態(tài)NiP合金低，但其比活性更高。這與載體的分散作用、載體與合金間相互作

4、用、非晶態(tài)NiP/CNTs催化劑中Ni-H吸附鍵較弱以及碳納米管的貯氫性能有關(guān)。非晶態(tài)NiP合金在碳納米管上負(fù)載后熱穩(wěn)定性增強(qiáng)。這與載體所起的分散作用、傳熱貯熱作用以及載體與合金間的相互作用密不可分。在非晶態(tài)NiP/CNTs合金中加入適量的稀土后，催化劑中鎳含量、合金體相中的鎳含量、催化劑的表面積以及活性鎳表面積均有所增加。稀土能以結(jié)構(gòu)效應(yīng)以及電子效應(yīng)促進(jìn)非晶態(tài)NiP/CNTs催化劑苯加氫活性的提高。加入大量稀土?xí)谏w表面鎳的活性位，從