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雷尼镍的型号(雷尼镍型号具体用法)

2024-04-12 14:56:20 来源:阿帮个性网 点击:
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  1. 雷尼镍规格
  2. 雷尼镍 cas
  3. 雷尼镍型号对氢化的选择性
  4. 雷尼镍型号具体用法
  5. 雷尼镍多少钱1公斤
  6. 雷尼镍型号选择
  7. 雷尼镍对人体危害
  8. 雷尼镍msds

雷尼镍规格

雷尼镍催化剂成分检测如下:

雷尼镍是一种历史悠久,应用广泛的加氢催化剂。早在1925年,美国工程师莫里·雷尼就提出利用Ni、Co、Fe及Cu与Al、Si熔融,然后用碱液浸溶来制备这种金属的活泼态催化剂,并在随后将它应用在植物油的氢化过程中。

凭借自身低廉的制备成本与高活性、高选择性、稳定性强等优势,雷尼镍在之后几十年中被广泛应用于各类有机还原反应以及医*、合成纤维、香料、染料、油脂等领域。

雷尼镍在制备过程中使用碱液除去不活泼的金属原子而形成多孔骨架,并使活泼的金属原子重新分布其上,因此雷尼镍又被形象的称为骨架镍催化剂。此外,根据活泼态金属的种类,类似的催化剂还有骨架铁、骨架铜、骨架钴等。

未经活化的雷尼镍(镍铝合金)外观表现为银灰色的粉末,具备一定的可燃性。活化之后变为灰黑色颗粒,因其附有活泼氢,极不稳定在空气中即可自燃,因此一般浸在水或乙醇中保存。

雷尼镍通常用符号“W”来表示,数字1-7来区分具体的型号。不同型号的雷尼镍在制备方法、活性以及用途上都具有一定的差异。如W-2型雷尼镍制备较为方便,活性适中,可满足大部分催化反应的需要。

雷尼镍催化剂的用途:

雷尼镍主要用于各类催化加氢反应,如烯烃、炔烃、二烯烃、芳香烃以及含有不饱和建的高分子化合物的氢化反应。它的应用范围极为广泛,使许多加氢反应成为可能,并大大缩短了加氢反应的时间。

典型的反应例如葡萄糖加氢生产山梨醇、己二腈加氢生产己二胺、脂肪酸氨化后加氢生产脂肪伯胺、呋喃加氢生产四氢呋喃、苯胺加氢制备环己胺等。此外,雷尼镍还可用于许多有机化合物的异构化反应、脱氧反应、脱水反应、成环反应、缩合反应等诸多类型的反应。

雷尼镍 cas

催化氢化中最常出现的问题就是反应慢,甚至反应停止,必须过滤出催化剂,滤液补加新催化剂才能继续反应。总结经验,催化反应反应慢的原因主要有三个方面:

  1.底物结构

底物结构氢化的难易程度是影响反应速度的内在因素。底物结构中,氢化难易主要受官能团的影响。常见官能力中,酰氯还原为醛和硝基还原为氨基最容易发生,次之为炔还原为烯、酮还原为醇和腈还原为甲胺等,而苯环还原为环己烷和酸还原为醇最难。相同官能团时,底物结构的其它部分也影响反应难易。比如酮还原为醇时,酮附近的碳上支链少的底物更容易还原。在工艺研究时,底物的结构取决于反应路线,一般不作为工艺优化的重点。

  2.催化剂的活性

  不同的催化剂在反应中表现出不同的活性。催化氢化中最常用的催化剂是钯碳和雷尼镍,两者都有比较好的活性,适用于大多数底物。醋酸钯和铂碳这些在实验室使用比较多,活性很高。大宗工业化中常用的铜铬等催化剂一般活性比较差,需要更高的反应条件。常用且应用的价值的催化剂有限,选择范围不大,一般也不作为工艺优化重点,但也例外。比如举例所给出的苯乙酮类化合物氢化时,同为10%钯碳,不同型号之间区别很大,反应速度经常差别在2-20倍之间变化。至于每种钯碳型号之间的区别,应该和生产钯碳时的工艺有关,同含量的不同型号对一部分化合物有较好的催化效果,对一部分效果较差。选择的依据除了咨询供应商外,主要是实验筛选,筛选出最适合的催化剂。

  3.反应条件

  反应条件对反应速度的影响比较简单,高温高压和高速搅拌可以加快反应进程。由于设备和安全性限制,反应条件不可能无限提高。温度一般不能超过溶剂沸点,合适的范围在25-80度之间;压力一般越低越好,保持在1-30atm比较合适;搅拌不宜太快,越慢越平稳,一般在150-300转/分钟比较合适;溶剂多用甲醇、乙醇、四氢呋喃、乙酸、乙酸乙酯和水,主要是保证产物和原料在溶剂中尽可能全溶。溶剂对反应速度的影响次于温度、压力和搅拌速度,主要考虑溶剂的可操作性、安全性和回收率;催化剂是催化氢化反应中成本控制的重点,要求催化剂便宜且用量小。雷尼镍因价格便宜,一般用量在10-30%之间,可回收套用;钯碳因价格贵,一般用量在3-10%之间,必须回收套用,每次套用前可能需要对回收的催化剂进行活化,使用时需补加部分新催化剂。

  上述三点是影响反应速度的常规因素,所谓催化氢化反应太慢的问题一般指调整过上面之此因素至接近极限后,依然反应慢的问题,这才是这个问题重点所在。这些时候,通过仅通过理论推论已经很难解决问题,通过实验总结,主要的影响因素包括:

  1.PH值是优化催化氢化工艺时易忽略的关键点,PH值通过影响催化剂活性而影响反应速度。雷尼镍在碱性条件下活性较高,酸性条件下活性差,可通过补加胺类来提高反应液碱性;钯碳在酸性条件下活性较高,在碱性条件下活性差,可通过补加醋酸来提高反应液酸性。上述酸碱性不能太高,不能用强酸强碱,需要考虑设备的稳定性和对后处理的影响。

  2.杂质,指毒化物、不溶物、金属离子和焦油,不包括低分子杂质、异构体和溶剂残留。雷尼镍一般耐毒化能力较强,毒化主是针对钯碳。毒化物主要硫磷化物,包括各种形式含用硫磷元素的物质。毒化物引入的途径包括原料、溶剂、反应釜和气体等;不溶物主要是无机物和聚合物等,主要沉积在催化剂表面,使反应位点受阻,反应变慢;金属离子主要重金属,铜离子、汞离子、铅离子和镉离子等,与催化剂反应,从而使反应变慢;焦油的作用机理与不溶物相似,也可能是反应中产生的,所以反应条件一般不能太高;杂质的因素很难通过仪器分析出来,必须通过实验验证才能知道,这在催化氢化中最容易忽略。

  3.搅拌类型,主要是搅拌对底部催化剂的混合效果。因氢气在溶剂中溶解度较小,反应体系中多呈气态存在;原料溶解在溶剂中,为液态;催化剂为固态。微观上看,反应发生在催化剂表面,良好的搅拌能使气态氢与原料在催化剂表面快速通过并发生反应,同时把产物带走。实验室小试时多用磁力搅拌,因量小加上磁力有研磨催化剂的作用,一般反应最快;中试时,推进式搅拌桨以下压式混合反应体系,效果较好。雷尼镍因较重,受搅拌效果影响的因素最大;钯碳因钯金属吸附在活性炭上,相对影响较小;工业化生产时,规模更大,搅拌效果较差,一般都比中试反应慢;传统锚氏搅拌没有方向,双向均可正常搅拌;推进式搅拌桨有方向,正确的方向才有好的搅拌效果,反方向效果差。

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雷尼镍型号对氢化的选择性

你所谓的雷尼镍既是我们所说的骨架镍,原料是镍铝合金,用氢氧化钠处理该合金:

2Ni-Al+2NaOH+2H2O=2Ni+2NaAlO2+3H2

雷尼镍型号具体用法

商业上,生产雷尼镍所需的镍铝合金是通过在熔炉中将具有催化活性的金属(镍,铁或者铜)和铝熔合,得到的熔体进行淬火冷却,然后粉碎成为均匀的细颗粒。在合金组分的设计上,要考虑两个因素。一是合金中镍铝的组成比例,随着镍铝比例的变化,在淬火过程中会产生不同的镍/铝相,他们有着不同的浸出性能,这可能会导致最终产品有着截然不同的多孔结构。通常采用相等质量的镍和铝进行熔合。二是加入第三种金属的比例。在淬火过程中,有时会加入少量的第三种金属,如锌,铬。它们的加入改变了合金的组成和相图,导致了不同的浸出性能,从而带来了更高的催化活性,所以被称为“促进剂”。镍-铝相图,标出了和浸出反应密切的NiAl3、Ni2Al3和NiAl相。雷尼镍的高催化活性来自于镍本身的催化性质和其多孔的结构,而多孔结构即源自于用浓氢氧化钠溶液除去镍铝合金中的铝,这一过程被称为浸出,简化之后的浸出反应如下:2Al+2NaOH+6H2O→2Na[Al(OH)4]+3H2由于浸出反应带来了催化剂的活性,同时产生的氢气储存进了催化剂中,故也称之为活化。成品的表面积通常通过气体(如氢气)的吸附实验来测量。实验发现几乎所有的接触面积都存在着镍。商业化的雷尼镍的平均镍接触面积是100/g。。主要有三个因素影响着浸出反应的结果,他们是合金的组成,所用氢氧化钠的浓度和浸出反应的温度。前面提到过,合金中含有多种镍铝相,在浸出过程中,NiAl3和Ni2Al3相之中所含的铝首先被反应掉,而NiAl相中含有的铝反应较慢,可以通过调整浸出时间保留,这就是为什么被称为“选择性浸出”。典型的活化雷尼镍中镍占85%的质量,这意味这有2/3的原子是镍。剩余的NiAl相中的铝可以帮助保持这种多孔的结构,为催化剂提供结构的稳定性和热的稳定性。浸出反应所用的氢氧化钠的浓度要比较高,一般需达5摩尔/升,这样才能迅速将铝转化为溶于水的铝酸钠(Na[Al(OH)4]),而避免产生氢氧化铝沉淀。一旦产生氢氧化铝的沉淀,沉淀会堵塞已形成的孔洞,阻止其余的氢氧化钠溶液进入合金的路径,使得剩余的铝较难反应掉。这样会导致产品的多孔结构的表面积变小,催化活性降低。在浸出过程中逐步形成的多孔结构具有强烈的缩小其表面积的倾向,会发生结构重排,孔壁彼此结合,使得多孔结构被破坏。而温度的升高会使得原子运动加快,加大了结构重排的趋势,所以雷尼镍的表面积和催化活性都随浸出反应温度的升高而下降,而如果浸出温度很低,又会使得浸出反应速度过慢,故常用的浸出反应温度介于70至100摄氏度。

雷尼镍多少钱1公斤

雷尼镍表面上是细小的灰色粉末,但从微观角度上,粉末弊绝中的每个微小颗粒都是一个立体多孔结构,这种多孔结构使得它的表面世慧积大大增加,极大的表面积带来的是很高的催化活性,这就使得雷尼镍作搜卜答为一种异相催化剂被广泛用于有机合成和工业生产的氢化反应中。由于“雷尼”是格雷斯化学品公司的注册商标,所以严格地说,仅有这个公司的戴维森化学部门生产的产品才能称作“兰尼镍”。而“金属骨架催化剂”或者“海绵-金属催化剂”被用于称呼具有微孔结构,而物理和化学性质类似于雷尼镍的催化剂。

雷尼镍型号选择

在上一期文章,迅凯催化发布了“连续催化加氢工艺的特点及优势”文章,对釜式、环路、固定床加氢工艺进行了对比。文章提出:在某些情况下,由于原料或产物的物理性质等因素,难于采用连续操作,对于不具备固定床连续化操作的情况下,我们只能选择釜式、环路反应。那么,高活性、高选择性的粉末催化剂至关重要,粉末催化剂可以是负载类型、也可以是骨架类型。本期文章,我们给各位朋友分享下骨架镍的生产、使用相关知识。

迅凯催化RaneCAT-1000高活性硝基加氢催化剂

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雷尼镍催化剂的起源

1897年法国化学家PaulSabatier发现了镍可以催化有机物氢化过程。随后镍被应用于很多有机物的氢化。20世纪20年代起美国工程师MurrayRaney开始致力于寻找更好的氢化催化剂。1924年他采用镍/硅比例为1:1的混合物,经过氢氧化钠处理后,硅和氢氧化钠反应掉,形成多孔结构。Raney发现这种催化剂对棉籽油氢化的催化活性是普通镍的五倍。随后他使用镍/铝为1:1的合金来制造催化剂,发现得到的催化剂活性更高,并于1926年申请专利。直到今天,1:1的比例仍然是生产雷尼镍所需的合金的首选比例。

直到今天,1:1的比例仍然是生产雷尼镍所需的合金的首选比例。

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雷尼镍催化剂的制备

合金制备

雷尼镍的制备,是用镍铝合金与氢氧化钠一起反应制得。这种方法,就是所谓的“活化”,把大部分的铝溶解在合金以外。这种多孔的结构拥有很大面积,能给予较高的催化活性。一个典型的催化剂中镍大约占85%(质量分数),相应的是每两个原子镍就有一个原子铝与之构成催化剂。铝有利于维护孔的结构,对催化剂整体有帮助。

合金的工业化制备方法是通过熔化活性金属(镍催化剂是在这种情况下制得,但铁、铜等“骨架型”催化剂也可以用相同的方法制备)和铝在一个坩埚内淬火,由此产生熔体,然后把它粉碎成细粉。这粉末根据实际应用催化剂的需要而设定在一个特定的粒子尺寸范围内。

最初的合金构成是很重要的,因为淬火过程中会产生的不同阶段的镍、铝合金,它们有不同的浸出性能。这可能导致最终产品的孔隙度存在显著不同。常见的最初工业合金包含着同等质量百分比的镍和铝,顺便提一句,这个质量百分比与默里.雷尼当时发现的Raney镍是一样的。

在淬火过程中,少量的第三金属,例如锌或铬,可能会增加。这样做是为了提高催化活性,因此这种方法,就是第三金属所谓的“促进反应”。请注意,第三金属会改变合金及其所造成的相图,从而导致活化过程中产生不同的淬火和浸出性能。

激活左右

多孔结构催化剂的性能,源自使用氢氧化钠溶液选择性脱除铝的合金粒子。简单的浸出反应表示为以下化学方程式:

形成铝酸钠溶液要求使用高浓度的氢氧化钠溶液,以避免形成的氢氧化铝,产生沉淀物。因此氢氧化钠的解决方案是使用浓度多达5mol的溶液。沉淀物可能会造成阻塞毛孔,在形成的期间浸出。并随后与之损失,减少表面积。从而减少催化剂的效率和活性。残余铝对镍有供电子作用,并有向催化剂表面扩散的倾向,铝的优先氧化对镍有保护作用。铝氧化物虽然对比表面积和孔容积没有贡献,但过多除去会导致催化剂破碎,热稳定性下降。可见无论是残余铝还是铝氧化物的丢失都会引起活性中心的氧化或是破坏,从而使催化剂活性降低。

温度对催化剂的表面性能和浸出合金有着显著的影响。常用的温度范围在70至100℃时,随着浸出温度的增高,Raney镍的表面积(包括一般骨架催化剂)呈下降趋势。这是由于合金类似于烧结那样的结构重排,其中合金将开始坚持向对方在较高的温度转移导致多孔结构的损失。

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雷尼镍催化剂的性能

Raney镍宏观看起来像精细分割的灰色粉末。在显微镜下,每个粒子下的粉末,看起来像一个三维网格,其中各种不规则形状和大小孔绝大多数是在浸出过程中产生的。Raney镍是有着显著的热和结构稳定性,以及已经有一个较大的表面积。这些特性的直接结果是让催化剂在活化过程中有助于产生一个相对较高的催化活性。

活化过程期间,大部分的铝是以NiAl阶段这一形式浸出,当然合金也有存在NiAl3和Ni2Al3等阶段。铝从这些阶段中撤除出来,而不是其他阶段,是由于被称为“选择性浸出”。它已经表明,该NiAl阶段提供了催化剂的结构和热稳定性。因此催化剂对分解是相当有抵抗性(“失活”,俗称“老化”)。这种阻力,使Raney镍容易长期被储存和重复使用;不过,实验室使用通常首选新鲜制备。基于这个原因,商业中Raney镍的使用,通常有“活跃”和“相对不活跃”两种形式。以前,由于雷尼镍催化剂在空气中易自燃,使微观测试很困难,许多工作仅限于积存氢与活性之间的研究,关于积存氢的量,存在状态以及与催化活性的关系,提出各种观点,一度认为积存氢是支配雷尼镍催化剂活性的重要原因。

表面积的测量通常是使用一种气体,这种气体将优先吸附在金属的表面,如氢气。使用这种类型的测量,它已经表明,几乎所有暴露的面积都有一个原子镍在催化剂的表面。因为,镍是催化剂的活性金属,一个大型的镍表面就像是一大型水面,供反应同时发生,这是可以增加催化剂的活性。在商业上可用的每一克Raney镍催化剂上就有一个大约面积为100平方米的镍表面。

最新的行业标准

较高的催化活性(由于结构的多孔性而产生的活性),再加上实际催化活化过程中氢容易被吸附,使得Raney镍在许多加氢反应中成为一个有用的催化剂,当加氢反应完毕后表面的物质会扩散离去,催化剂能继续使用。催化剂的结构和热稳定性(事实上,它在高温下不分解),允许其在各种各样的反应条件使用下。另外,Raney镍的溶解度在最常见的实验室溶剂中是微不足道的,除矿物酸之外例如盐酸,而其相对的高密度(67g/cm3),也有利于它反应完成进行液相分离。

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雷尼镍催化剂的应用

以迅凯催化剂型号应用的领域为例

RaneCAT-1000:硝基加氢如甲基苯胺、苯二胺、RT-培司、永固紫、氨基醚、还原物、对位酯、氨基苯酚、1,3环己二酮等

RaneCAT-1000B:含卤硝基加氢如邻氯苯胺、三氟甲基苯胺等

RaneCAT-1100:羰基加氢如山梨醇、木糖醇、麦芽糖醇等

RaneCAT-1100B:腈加氢如脂肪胺、特种胺等

RaneCAT-1200:二腈加氢如癸二胺,十二碳二胺、己二胺等

其他型号:酯基加氢、脱氢、特种胺、还原胺化等

特殊定制:根据反应物、溶剂、过滤方式可定制不同粒径、特殊助剂的催化剂

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使用中的安全事项

由于其反应时产生大面积和高载量的氢气,因此干燥,活化Raney镍应在一个充满惰性气的环境下妥善处理。Raney镍是典型的供应作为一个50%的水泥浆在水中。Raney镍的护理应采取措施并避免在暴露空气中。即使反应后,Raney镍包含大量的氢气,将点燃时,当暴露在空气中。

Raney镍燃烧时会产生有害烟雾,因此当使用时建议带上一个防毒面具,灭火火灾所造成的。此外,暴露在空气中的Raney镍可能会刺激呼吸管道,如果吸入,会导致鼻腔及肺成因肺纤维化损伤。摄取进体内可能会导致惊厥和肠道疾病。它也可以引起眼睛和皮肤刺激过敏。长期接触可能会导致肺炎和其他的迹象,如皮肤敏,类似皮肤疹一样(俗称“镍痒”)。

雷尼镍在空气中自然

镍也被评为一个可能会令人类致癌或致畸型的物质,由国际癌症研究机构欧盟评定(IARCGroup2B,EUcategory3),而吸入的三氧化二铝颗粒是会引起破伤风疾病。护理时应采取处理所用的这些原料是在实验室制备Raney镍。此外,活化的Raney镍所产生大量的氢气作为一个副产品,这亦是高度易燃的。

文本编辑:Kelvin

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雷尼镍对人体危害

你好,我是做雷尼钴催化剂的刚开始反应是很剧烈没必要放到冰水里我把合金粉末慢慢加到氢氧化钠溶液中就可以了没有太大得危险慢慢加入就可以你是做雷尼镍催化剂得吗?希望以后可以互相帮助找到做雷尼催化剂得不容易啊

雷尼镍msds

对氢气的强吸附性,高催化活性和热稳定性使得雷尼镍被广泛用于很多工业过程和有机合成反应中。除此之外,雷尼镍基本不溶于除无机酸之外的实验室溶剂,同时又具有较高的密度(和镍类似,6-7),这都有利于反应之后从混合液中分离催化剂。雷尼镍主要用于不饱和化合物,如烯烃,炔烃,腈,二烯烃,芳香烃,含羰基的物质,乃至具有不饱和键的高分子[12]的氢化反应。使用雷尼镍进行氢化有时甚至不需要特意加入氢化,仅凭活化后的雷尼镍中吸附的大量氢气即可完成反应。反应后得到的是顺位氢化产物。另外,雷尼镍也可以用于杂原子-杂原子键的还原[14]。一个典型的使用雷尼镍加氢的反应如下:在这个反应中苯被加氢还原为环己烷。由于芳香族化合物的特殊稳定性,直接氢化还原很困难。但是使用雷尼镍可以加快反应速度。其他非均相催化剂,如铂族元素组成的催化剂,可以达到类似的效果,但生产费用昂贵。还原之后得到的环己烷可以被氧化成己二酸,己二酸作雷尼镍为原料用于工业生产聚酰胺如尼龙等。除了作为催化剂加氢,雷尼镍还将充当试剂参与有机含硫化合物如硫缩酮的脱硫生成烃类的反应。生成的硫化亚镍将沉淀下来,通过蒸馏,可以与易挥发的乙烷很容易分离。雷尼镍还用于噻吩脱硫同时氢化生成饱和化合物。但这一类反应的机理至今还未有明确解释。