本發(fā)明涉及一種納米材料,具體地說,涉及一種負(fù)載鎳的氧摻雜二硫化鉬加氫脫硫催化劑及其制備方法;屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
電子科技的發(fā)展以及能源危機(jī)的出現(xiàn),帶來了環(huán)境污染嚴(yán)重、能耗大等一系列問題。因此,成本低、污染小且效率高的可用于能源儲存和轉(zhuǎn)換設(shè)備中的新型材料急需被研究開發(fā),而具有層狀結(jié)構(gòu)的納米材料以其出眾的機(jī)械、電學(xué)、光學(xué)等性能成為了近年來的研究熱點,
二硫化鉬納米片是一種具有二維超薄原子層結(jié)構(gòu)的材料,其比表面積大、吸附能力強,并具備優(yōu)異的光、電、催化等性能。二硫化鉬納米片不僅具有類石墨烯的層狀結(jié)構(gòu),具備與石墨烯類似的物理、光、電、催化等性能,而且具有直接的能帶隙,恰好彌補了石墨烯因能帶缺乏而導(dǎo)致的大程度漏電的不足,在潤滑、催化、生物醫(yī)學(xué)、電池電極、電子器件等領(lǐng)域有很好地應(yīng)用前景。
但是直到最近,包括二硫化鉬在內(nèi)的過渡金屬二硫?qū)倩衔锏闹圃煲恢北容^困難。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對上述問題,本發(fā)明的目的是提供一種負(fù)載鎳的氧摻雜二硫化鉬加氫脫硫催化劑及其制備方法;該二硫化鉬加氫脫硫催化劑比表面積大,負(fù)載的活性組分鎳顆粒尺寸小且分散均勻,穩(wěn)定性好,其制備過程簡單。
為解決上述問題,本發(fā)明提供的前一技術(shù)方案是這樣的:
一種負(fù)載鎳的氧摻雜二硫化鉬加氫脫硫催化劑,所述的二硫化鉬加氫脫硫催化劑是在負(fù)載納米鎳粒子的活化二硫化鉬上摻雜氧制得。
優(yōu)選的,上述的負(fù)載鎳的氧摻雜二硫化鉬加氫脫硫催化劑,采用α-磺基脂肪酸酯鈉鹽或者十二烷基硫酸鈉表面活性劑活化二硫化鉬,摻雜上氧后,再負(fù)載納米鎳粒子。
本發(fā)明提供的后一技術(shù)方案是這樣的:
1)將硫化物溶于水中,再加入鉬前驅(qū)體,攪拌10-50min,得混合液A;
2)在混合液A中加入鎳前驅(qū)體、表面活性劑,攪拌10-50min,得混合液B;
3)將混合液B轉(zhuǎn)至100mL反應(yīng)釜中,180~220℃下反應(yīng)18~30h;
4)待冷卻后離心,用丙酮洗滌2次,去離子水洗3次后,40~80℃下真空干燥12~24h;
優(yōu)選的,上述的負(fù)載鎳的氧摻雜二硫化鉬加氫脫硫催化劑的制備方法,所述的鎳前驅(qū)體、鉬前驅(qū)體、硫化物的摩爾比為1~5:1~3:2~8。
優(yōu)選的,上述的負(fù)載鎳的氧摻雜二硫化鉬加氫脫硫催化劑的制備方法,所述的鉬前驅(qū)體為Na2MoO4·2H2O或者(NH4)2MoS4。
優(yōu)選的,上述的負(fù)載鎳的氧摻雜二硫化鉬加氫脫硫催化劑的制備方法,所述的鎳前驅(qū)體為NiCl2·6H2O或者Ni(NO3)2·6H2O。
優(yōu)選的,上述的負(fù)載鎳的氧摻雜二硫化鉬加氫脫硫催化劑的制備方法,所述的硫化物為硫化鈉或者硫脲或者四硫代鉬酸銨的其中之一。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明提供的技術(shù)方案,具有如下技術(shù)優(yōu)點:
本發(fā)明提供的技術(shù)方案采用水熱合成法,制備的負(fù)載鎳的氧摻雜二硫化鉬加氫 脫硫催化劑有較高的活性和較大的比表面積,在催化領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。
具體實施方式
下面通過實施例的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明,但并不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制,任何人在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)所做的有限次的修改仍在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
實施例1
1)負(fù)載鎳的氧摻雜二硫化鉬加氫脫硫催化劑的制備:將100mg Na2MoO4·2H2O、193mg硫化鈉混合到35mL去離子水中,攪拌30min后,再加入240mg十二烷基硫酸鈉、240mg Ni(NO3)2·6H2O(Ni:Mo:S=2:1:6),攪拌30min。將混合液轉(zhuǎn)至100mL聚四氟乙烯反應(yīng)釜中,加熱至210℃下反應(yīng)12h待冷卻后離心,用丙酮洗滌2次,去離子水洗3次后,80℃下真空干燥12h。按照上述步驟制備的負(fù)載鎳的氧摻雜二硫化鉬加氫脫硫催化劑,其粒徑約為30-80nm。
2)加氫脫硫催化反應(yīng):將2.8g萘和0.224g二苯并噻吩溶解在28g正庚烷中,置入250mL高溫反應(yīng)釜中。稱取1g負(fù)載鎳的氧摻雜二硫化鉬加氫脫硫催化劑加入到混合溶液中,在通H2條件下,調(diào)壓力為5MPa,加熱至230℃反應(yīng)4h,經(jīng)檢測計算,模型化合物加氫轉(zhuǎn)化率達(dá)60.2%,脫硫率達(dá)55.3%。
實施例2
1)負(fù)載鎳的氧摻雜二硫化鉬加氫脫硫催化劑的制備:將200mg(NH4)2MoS4加入到35mL去離子水中,攪拌20min,再加入120mgα-磺基脂肪酸酯鈉鹽、183mg NiCl2·6H2O(Ni:Mo:S=1:1:4),攪拌20min。將混合液轉(zhuǎn)至100mL聚四氟 乙烯反應(yīng)釜中,加熱至200℃下反應(yīng)12h待冷卻后離心,用丙酮洗滌2次,去離子水洗3次后,70℃下真空干燥18h。按照上述步驟制備的負(fù)載鎳的氧摻雜二硫化鉬加氫脫硫催化劑,其粒徑約為40-80nm。
2)加氫脫硫催化反應(yīng):將2.8g萘和0.224g二苯并噻吩溶解在28g正庚烷中,置入250mL高溫反應(yīng)釜中。稱取1g負(fù)載鎳的氧摻雜二硫化鉬加氫脫硫催化劑加入到混合溶液中,在通H2條件下,調(diào)壓力為5MPa,加熱至230℃反應(yīng)4h,經(jīng)檢測計算,模型化合物加氫轉(zhuǎn)化率達(dá)76.3%,脫硫率達(dá)78.4%。
實施例3
1)負(fù)載鎳的氧摻雜二硫化鉬加氫脫硫催化劑的制備:將100mg Na2MoO4·2H2O、188mg硫脲混合到35mL去離子水中,攪拌30min,待固體溶解后加入240mg十二烷基硫酸鈉、361mgNi(NO3)2·6H2O(Ni:Mo:S=3:1:6),攪拌30min。將混合液轉(zhuǎn)至100mL聚四氟乙烯反應(yīng)釜中,加熱至180℃下反應(yīng)24h待冷卻后離心,用丙酮洗滌2次,去離子水洗3次后,60℃下真空干燥12h。按照上述步驟制備的負(fù)載鎳的氧摻雜二硫化鉬加氫脫硫催化劑,其粒徑約為30-70nm。
2)加氫脫硫催化反應(yīng):將2.8g萘和0.224g二苯并噻吩溶解在28g正庚烷中,置入250mL高溫反應(yīng)釜中。稱取1g負(fù)載金屬鎳的氧摻雜MOS2-石墨烯催化劑加入到混合溶液中,在通H2條件下,調(diào)壓力為5MPa,加熱至230℃反應(yīng)4h,經(jīng)檢測計算,模型化合物加氫轉(zhuǎn)化率達(dá)88.4%,脫硫率達(dá)80.5%。
上述雖然對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行了描述,但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制,所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白,在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。