Summary
Se presenta un protocolo para la síntesis de esponjoso como una doblez Ni1 xNbxO nanopartículas por precipitación química.
Abstract
Demostrar un método para la síntesis de catalizadores de1 xO NixNb con nanoestructuras esponjoso como una doblez. Variando la proporción de Nb:Ni, una serie de NixNbx 1O nanopartículas con diferentes composiciones atómicos (x = 0.03, 0.08, 0.15 y 0.20) han sido preparadas por precipitación química. Estos catalizadores de NixNbx 1O se caracterizan por difracción de rayos x, espectroscopía de fotoelectrones de rayos x y microscopía electrónica. El estudio reveló el aspecto esponjoso como una doblez de Ni0.97Nota0.03O y Ni0,92Nb0.08O en la superficie del NiO y la mayor superficie de estos catalizadores NixNbx 1O, en comparación con la mayor parte NiO. Máxima superficie de 173 m2/g puede obtenerse para los catalizadores de O de Ni0,92Nb0.08. Además, se han investigado la hydroconversion catalítica de compuestos derivados de lignina utilizando los síntesis Ni0,92Nb0.08O catalizadores.
Introduction
La preparación de nanocompuestos ha recibido creciente atención debido a su aplicación crucial en varios campo. Para preparar nanopartículas de óxido de Ni-Nb-O mixta,1,2,3,4,5,6 diferentes métodos se han desarrollado como método de mezcla seca,7, método de la evaporación de 8 ,9,10,11,12,13 sol gel método, método de descomposición térmica de14 ,15 y auto combustión. 16 en un método de evaporación típico9, soluciones acuosas que contengan la cantidad adecuada de precursores metálicos, nitrato de níquel hexahidratado y amonio oxalato de niobio se calienta a 70 ° C. Después de la remoción de solvente y posterior secado y calcinación, se obtuvo la mezcla de óxidos. Estos catalizadores de óxido exhiben excelente actividad catalítica y la selectividad hacia la deshidrogenación oxidativa (ODH) del etano, que se relaciona con el cambio electrónico y estructural inducido por la incorporación de cationes de niobio en el enrejado de NiO . 11 la inserción de la nota disminuye drásticamente la especie electrófila oxígeno, que es responsable de las reacciones de oxidación de etano12. Como resultado, las extensiones de este método se han realizado en la preparación de diferentes tipos de óxidos de Ni-Me-O mixtas, donde Me = Li, Mg, Al, Ga, Ti y Ta. 13 se encuentra que la variación de los dopantes de metal podría alterar a los radicales de oxígeno inespecíficos y electrofílico del NiO, así ajustar sistemáticamente la actividad de la ODH y selectividad hacia etano. Sin embargo, generalmente la superficie de estos óxidos es relativamente pequeño (< 100 m2/g), debido a la segregación de fase extendida y la formación de cristalitos grandes en nota2O5 y por lo tanto su uso en otros catalítico aplicaciones.
Mezcla el método, también conocido como el estado sólido pulido, seco es otro método utilizado para preparar los catalizadores de óxido mixto. Puesto que los materiales catalíticos se obtienen de una manera libre de solventes, este método proporciona una alternativa promisoria de verde y sostenible a la preparación de óxido mixto. La mayor superficie obtenida por este método es de 172 m2/g Ni80Nb20 a temperatura de calcinación de 250 ° C. 8 sin embargo, este método de estado sólido no es confiable como reactivos no se mezclan bien en la escala atómica. Por lo tanto, para un mejor control de homogeneidad química y granulometría específicas y morfología, otros métodos adecuados para preparar Ni-Nb-O mezclan óxido de nanopartículas todavía están siendo buscadas. 7
Entre diversas estrategias en el desarrollo de nanopartículas, precipitación química sirve como uno de los métodos prometedores para desarrollar nanocatalizadores, ya que permite la completa precipitación de los iones del metal. También, nanopartículas de superficies más comúnmente se preparan mediante este método. Para mejorar las propiedades catalíticas de las nanopartículas de Ni-Nb-O, Adjunto divulgamos el protocolo para la síntesis de una serie de catalizadores de óxido Ni-Nb-O mezclado con alta área superficial por el método de precipitación química. Hemos demostrado que la fracción molar de Nb:Ni es un factor crucial en la determinación de la actividad catalítica de los óxidos hacia la hydrodeoxygenation de compuestos orgánicos derivados de lignina. Con relación de alto Nb:Ni encima de 0.087, inactivo NiNb2O6 las especies se formaron. Ni0,92Nb0.08O, que tenía el área superficial más grande (173 m2/g), exhibe doblar-como nanosheets estructuras y mostró la mejor actividad y selectividad hacia el hydrodeoxygenation de anisole a ciclohexano.
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Protocol
PRECAUCIÓN: Para el manejo adecuado de métodos, propiedades y toxicidad de los productos químicos que se describe en este artículo, consulte las hojas de datos de seguridad material (MSDS). Algunos de los productos químicos utilizados son tóxicos y cancerígenos y especiales cuidados deben tomarse. Nanomateriales potencialmente pueden plantear riesgos de seguridad y salud. Debe evitarse el contacto de inhalación y piel. Debe tenerse precaución de seguridad, como la síntesis del catalizador en la humos campana y catalizador de evaluación del desempeño con los reactores de autoclave. Debe usarse equipo de protección personal.
1. preparación de Ni0.97Nota0.03O catalizadores donde relaciones molares de Nb:(Ni+Nb) igualan a 0.03
- 0,161 g de hidrato de oxalato de niobio (V) se combinan con 2,821 g de nitrato de níquel en 100 mL de agua desionizada en un matraz de fondo redondo cuello tres 250 mL equipado con una barra de agitación.
- Agitar la solución a 50 rpm y 70 ° C para disolver los compuestos hasta la desaparición del precipitado con un agitador magnético calefacción.
- Elevar la temperatura rápidamente hasta 80 ° C a una velocidad de 2 ° C por minuto.
- Añadir una solución básica mixta [hidróxido de amonio acuoso (50 mL, 1,0 M) e hidróxido de sodio (50 mL, 0,2 M)] en la mezcla de reacción, gota a gota hasta que el pH de la solución Ni/Nb llegue a 9.0.
- Agitando la mezcla de reacción, aumentar la temperatura a 120 ° C a 2 ° C por minuto.
- Revuelva la mezcla de reacción durante la noche a 50 rpm a 120 ° C hasta la completa desaparición del color verde de la solución.
- De emisión óptica de plasma acoplado inductivamente espectrometría (ICP-OES) análisis de la solución evaluar la concentración de Nb5 + iones en la solución restante Ni2 + y y asegurar la precipitación completa de níquel restantes nitrato.
- Recoger el sólido por filtración utilizando el frasco de Büchner. Lave el sólido mediante la adición de agua de 2 L desionizada repetidamente dentro de 20 minutos para quitar el catión Na+ residual.
- Recoger el sólido en un vidrio de reloj. Secar el sólido a 110 ° C por 12 h en horno seco.
- Calcinar por los sólidos en aire sintético (20 mL/min O2 y 80 mL/min N2) a 450 ° C durante 5 h en el horno de tubo de la calefacción. Compruebe toda la cristalería por defecto antes de usar la temperatura alta de reacción.
- Después de la calcinación, obtener 1 g de Ni0.97catalizador de0.03O Nb. Utilizar equipos de protección apropiados como gafas, guantes, bata de laboratorio, de humos y campana para llevar a cabo la reacción de nanocrystal debido a peligros de seguridad potenciales y efectos sobre la salud de los nanomateriales.
2. preparación de Ni0,92Nb0.08O catalizadores que relaciones molares de Nb:(Ni+Nb) igualan a 0,08
- Este procedimiento es similar a la de 1 excepto los dos primeros pasos:
- Disolver 0,43 g de hidrato de oxalato de niobio (V) en 100 mL de agua desionizada.
- Por separado, disolver 2,675 g de nitrato de níquel en 100 mL de agua desionizada.
3. preparación de Ni0.85Nota0.15O catalizadores donde relaciones molares de Nb:(Ni+Nb) igualan a 0.15
- El procedimiento es similar a la de 1 excepto los dos primeros pasos:
- Disolver 0,807 g de hidrato de oxalato de niobio (V) en 100 mL de agua desionizada.
- Por separado, disolver 2,472 g de nitrato de níquel en 100 mL de agua desionizada.
4. preparación de Ni0.80Nb0.20O catalizadores donde relaciones molares de Nb:(Ni+Nb) igualan a 0.20
- El procedimiento es similar a la de 1 excepto los dos primeros pasos:
- Disolver 1,076 g de hidrato de oxalato de niobio (V) en 100 mL de agua desionizada.
- Por separado, disolver 2,326 g de nitrato de níquel en 100 mL de agua desionizada.
5. preparación de Nb2O5 utilizando el método de precipitación química
- Calcinar el ácido niobic (Nb2O5·nH2O) en aire sintético de 5 horas a 450 ° C para obtener puro Nb2partículas de O5 .
Nota: Confirme la finalización de la reacción usando análisis de difracción (DRX) polvo de rayos x, donde Nota2O5·nH2O es amorfo y cristalino Nb2O5 . Según el análisis, la calcinación de 5 horas a 450 ° C fue suficiente para completar la reacción.
6. síntesis de compuesto modelo de lignina del β-O-4, 2-(2-methoxyphenoxy)-1-phenylethan-1-one
- Disolver Bromoacetofenona (9,0 g, 45 mmol) y 2-Metoxifenol (6,6 g, 53 mmol) en 200 mL de dimetilformamida (DMF) en un erlenmeyer de 500 mL con un agitador magnético. Utilice adecuada protección equipo y humo de la capilla para realizar la reacción con los reactivos y sustancias químicas corrosivas y cancerígenas.
- La anterior solución DMF se mezclan con hidróxido de potasio (3.0 g, 53 mmol) y removemos la mezcla durante la noche a 50 rpm a temperatura ambiente utilizando agitadores magnéticos.
- Extraer el producto con la solución de mezcla de 200 mL de H2O y 600 mL de dietil éter (1:3, v/v) usando embudo de separación. Obtener la capa superior de éter dietílico de la solución.
- Añadir MgSO4 (10 g) para absorber la humedad de la solución de éter dietílico. Filtro de MgSO4 para obtener la solución de éter dietílico utilizando papel de filtro y embudo.
- Después de la eliminación de la solución de éter dietílico bajo presión reducida a 0.08 MPa con evaporador rotatorio, disolver el residuo en 5 mL de etanol.
- Lentamente se evapora el solvente etanol para recristalizan el producto en un vaso de precipitados de 10 mL. Obtener el producto (11,5 g) como polvo amarillento y el rendimiento del producto es 90% basado en Bromoacetofenona. 1análisis de RMN de H, 1H RMN (DMSO): δ 3.78 (s, 3 H, y3), 5,54 (s, H 2, CH2) 6,82-8.01 (m, H 9, aromáticos) ppm. 17
7. Hydrodeoxygenation de éter aromático lignina derivado
Nota: El éter aromático lignina derivado solicitado es anisole en este experimento y el catalizador es Ni0,92Nb0.08equipamiento de protección apropiado o uso y campana para llevar a cabo la reacción reactivos carcinogénicos.
- Equipar un reactor autoclave de acero inoxidable de 50 mL con un calentador y un agitador magnético.
- Reducir el Ni0,92catalizador de0,08O Nb (1 g) obtenida en el paso 2 en el reactor autoclave en atmósfera de H2 a 400 ° C por 2 h y entonces apaciguar el catalizador bajo argón (50 mL/min) durante la noche.
- Anisole (1,1712 g, 8% en peso) se disuelven en n-decano (20 mL) con el uso de n-dodecano (0,2928 g, 2% en peso) como estándar interno para el análisis cuantitativo cromatografía de gases (GC).
- Introducir los catalizadores reducidos (0.1 g) en el reactor autoclave rápidamente para evitar el tiempo de exposición largo con aire (< 5 minutos).
- Sellar el reactor autoclave, purgación con H2 varias veces (3 veces, en 3 de MPa de presión) para eliminar el aire y luego la mezcla de reacción a presión ambiente.
- Establecer la velocidad de agitación a 700 rpm.
- Después de calentar a la temperatura deseada a 160-210 ° C a 2 ° C/min, presurice el reactor autoclave a 3 MPa y establecer el punto del tiempo cero (t = 0).
Nota: El rango de temperatura de 160-210 ° C es apropiado en este informe. - Posteriormente, enfriar la mezcla a la temperatura a 10 ° C/min inmediatamente y analizar los productos desoxigenados mediante cromatografía de gases con detector selectivo de masa. 17
- Determinar la conversión del modelo de lignina compuesto según la siguiente ecuación:
- Determinar la selectividad del producto según la siguiente ecuación:
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Representative Results
Patrones de difracción de rayos x (DRX) (figura 1 y figura 2), apuesta superficies, reducción de temperatura programada de hidrógeno con hidrógeno (H2- TPR), microscopía electrónica de barrido (SEM) equipado con una energía dispersiva por rayos x (EDX ) analizador, espectroscopía de fotoelectrones de rayos x (XPS) fueron recogidos por las nanopartículas de NiO, Ni-Nb-O y Nb2O5 óxidos17 (figura 3 y figura 4). SEM, XRD y XPS se utiliza para determinar la fase y la morfología de las nanoestructuras. Las propiedades fisicoquímicas de Ni-Nb-O óxidos mixtos fueron recogidas en la tabla 1. 17
La estructura de los catalizadores previamente divulgada y discutida. 17 patrón de difracción de los rayos x para el óxido mixto formado por precipitación química de níquel nitrato y oxalato hidratado niobio (V) (figura 1), está en buen acuerdo con lo observado para oxalato hidratado de níquel (JCPDS 25-0581) . Después de la calcinación con precipitados de óxido mezclado por 2 h a 700 ° C, los picos observados en 2θ ° 26,8, 35,2 ° y ° 52,9 (JCPDS 76-2355) son correspondientes a2O6 fase cristalina NiNb.
El patrón de difracción de rayos x recogido por el NixNbx 1O nanopartículas sintetizado después de calcinación de 5 horas a 450 ° C (figura 2), Mostrar picos principales difracción en 2θ ° 37,1 y 43,2 °, 62,5 °, 74,8 ° ° 78,7, corresponden a la (111), (200), (220), (311) y reflections (222), respectivamente. Se trata de un buen acuerdo de la estructura cristalina de bunsenite NiO (JCPDS 89-7130). Además, se observa claramente que un pico de amplio fondo de baja intensidad aparece a unos 26° con incrementos de Nb cargando, que se atribuye a la aparición de los óxidos de niobio amorfo como resultado de la precipitación química que poseen de Nb5 + y ion del oxhidrilo18. A calcinación a 700 ° C, los picos correspondientes a la fase mixta Ni-Nb-O se observan en el patrón de difracción de rayos x de Ni0.8Nota0.2O, que indican que la existencia de amorfo tras calcinación a 450 ° C,19 pero no la fase de compuestos Ni-Nb cristalina. Se documentó que el alto % de Nb podría conducir a la formación de fase mixta Ni-Nb-O, por ejemplo el NiNb2O6, Ni3Nota2O8 y Ni4Nota2O9, que disminuiría la capacidad catalítica.
Análisis Mostrar análisis de microscopia electrónica de la morfología superficial dramáticamente diferente del NixNbx 1O nanopartículas de NiO (figura 3). En contraste con el bien definido nanosheet estructuras cristalinas de la NiO puro, aspecto como doblez y esponjoso se observan claramente en la hoja como NiO superficie con pequeños espacios vacíos Ni0.97Nota0.03O y Ni0,92Nb 0.08O, respectivamente. 9 las esponja-como las especies se identifican como la solución sólida de Ni-Nb debido a la incorporación de la nota en la estructura del enrejado de NiO, como resultado de la radio iónico similar Ni2 + (0.69 Å) y Nb5 + (0,64 Å) cationes. 9 , 20 en consecuencia, de esponja- / bloquear-como aspecto y cristalitos redondos con menor número de pequeños espacios vacíos se observan Ni0.85Nota0.15O y Ni0.8Nota0.2O nanopartículas debido a la mayor Nota contenido en la muestra. Además, los mapas de rayos x dispersiva de energía demuestran que el óxido de niobio son bien dispersa sobre el bulto muestra NiO (figura 4). Su superficie enriquecida con niobio es confirmada por la superficie más grande cociente de la Nb:Ni de muestra de0,08O de Nb Ni0.92(0.11/0.92), en comparación con el valor teórico a granel (0.08/0.92). Esto puede explicarse por el hecho de que la superficie de la Ni-Nb-O preparado como se ha enriquecido con nanopartículas de Ni.
La actuación catalítica de este óxido de metal Ni-Nb-O preparado como se ha probado la hydrodeoxygenation de anisole como la reacción de la modelo. La reacción se realizó en un reactor autoclave a 3 MPa y a 160 ° C. 0,1 g de Ni0.920.08O catalizador de Nb se colocó en una mezcla de 8 wt % anisole y 20 mL n-decano. Después de 2 h, 95,3% de conversión se obtuvo con 31.8% selectividad de anisole a ciclohexano. Después de 12 h, el anisole fue convertido totalmente al ciclohexano puro. En lugar de extender el tiempo de reacción, también se investigó el efecto de la temperatura en el comportamiento catalítico. Dentro de 2 h, anisole fue convertido totalmente al ciclohexano si se ajusta la temperatura a 200 ° C en lugar de 160 ° C. Esfuerzo actual se ha centrado en la conversión de compuestos con alto peso molecular para investigar la capacidad de hydrodeoxygenation de tal catalizador otro modelo de derivados de lignina.
Figura 1. Difractogramas de precipitado forman por mezcla de níquel nitrato y niobio (V) oxalato hidrato en agua a 70 ° C y después de la calcinación a 700 ° C. JCPDS es Comisión mixta sobre la base de datos normas de difracción de polvo. JCPDS 2355 76 es el estándar difractogramas de referencia para el NiNb2O6 materiales. JPCDS 25-0581 es el estándar difractogramas de referencia para los materiales de hidrato de níquel oxalato. Esta figura ha sido modificada desde Shaohua Jin et al. 17 Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 2. Difractogramas de Ni-Nb-O mezclan catalizadores de óxido después de calcinación a 450 ° C en aire durante 5 h. Esta figura ha sido modificada desde Shaohua Jin et al. 17 Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 3. Óxidos mixtos de análisis de micrografías de microscopía electrónica de NiO y Ni-Nb-O. Esta figura ha sido modificada desde Shaohua Jin et al. 17 Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 4. Micrografía electrónica de, mapas de rayos x y análisis de energía dispersiva de rayos x de micrografía electrónica análisis. a) micrografía electrónica de escaneo de Ni0,92Nb0.08O. b) mapas de rayos x de Ni. c) mapas de rayos x de O. d) mapas de rayos x de nota e) resultados de energía dispersiva por rayos x (EDX) de muestra de0,08O Ni0,92Nb. Esta figura ha sido modificada desde Shaohua Jin et al. 17 Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
| Catalizadores | Relación de NB/Ni | Sapuesta (m2/g) | d (nm) | Vtotal (cm3/g) | Cristalito tamaño (nm)un |
| NiO | 0 | 136 | 18 | 0,61 | 9.3 |
| Ni0.97Nota0.03O | 0.031 | 158 | 16.5 | 0.65 | 8 |
| Ni0,92Nb0.08O | 0.087 | 173 | 9.6 | 0,41 | 5.4 |
| Ni0.85Nota0.15O | 0.176 | 139 | 12.5 | 0.43 | 11.8 |
| Ni nota de0.800.20O | 0.25 | 110 | 12 | 0.33 | 14.5 |
| NB2O5·nH2O | - | 122 | 6.7 | 0.2 | - |
| un determinado teniendo en cuenta la mayor intensidad del pico de NiO (200). | |||||
Tabla 1. Óxidos mixtos de las propiedades fisicoquímicas de NiO, Nb2O5 y Ni-Nb-O. Esta tabla ha sido modificada de Shaohua Jin et al. 17
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Discussion
Uno de los métodos comunes para preparar las nanopartículas de óxido de niobio níquel dopados a granel es el método de la evaporación rotatoria. 9 mediante el empleo de diversas condiciones de presión y temperatura durante el proceso de evaporación rotatoria, la precipitación del comercio de partículas Ni-Nb-O con la eliminación lenta del solvente. En contraste con el método de evaporación rotatoria, el método de precipitación química reportado en este estudio ha recibido una atención creciente para preparar las nanopartículas como esto requiere la eliminación de solventes. En los métodos de precipitación química típica para preparar los nanocatalizadores, solución alcalina es necesaria agregar gota a gota en la solución de sales metálicas durante un largo período de tiempo. 21 en nuestro estudio, se utilizó una mezcla de solución de hidróxido de sodio y de hidróxido de amoníaco como agentes precipitantes. Uno de los pasos críticos en el método de precipitación química es la velocidad de la adición del agente precipitante. 22 , 23 debe tenerse cuidado en el control de la velocidad de la adición de los agentes desencadenantes, es decir, las mezclas básicas, y mejor se controla a una velocidad de una gota por segundo. Si es posible, bomba peristáltica puede utilizarse para controlar con precisión la incorporación de los agentes precipitantes.
Aparte de la tasa de adición, el control de la temperatura es otra clave importante para la precipitación exitosa como la morfología de los óxidos de metal como preparado depende en gran medida de la temperatura usada en la preparación. Aunque no está claro en la correlación entre la morfología de las nanopartículas y su rendimiento catalítico relacionado, la optimización de la temperatura de la preparación para desarrollar nanocatalizadores eficiente es esencial.
Como sitios ácidos Brønsted y Lewis son necesarios para el proceso HDO convertir compuestos aromáticos fenólicos y oxígeno-que contienen hidrocarburos,17 la optimización de la cantidad de ácido del sitio también es factor crítico para mejorar las propiedades catalíticas de nanopartículas. Según el estudio mecanístico relacionado en los métodos de precipitación química de las nanopartículas, la cantidad de los sitios de Brønsted son depende en gran medida de la cantidad de agua restante en la catálisis. 24 así, controlar los períodos de secado y la temperatura de calcinación de catalizadores también es pasos críticos en el protocolo con el fin de optimizar las propiedades catalíticas de los catalizadores.
En comparación con otros métodos comunes de preparación de nanopartículas, método de precipitación química ha recibido una atención creciente para preparar las nanopartículas. Probablemente es debido a esto no requieren la remoción de solventes en la preparación. Además, este método es capaz de promover la dispersión uniforme de los componentes metálicos y comúnmente utilizados en la preparación de nanopartículas con superficies relativamente grandes. 17 sin embargo, este método es preferible para preparar el catalizador de óxido de metal con relativamente alta concentración de los iones del metal tales como los elementos metálicos de transición. 25 , 26 , 27 por lo tanto, se recomienda no preparar óxido de metal de tierra alcalina usando este método.
La suspensión es entonces tratada por una mezcla de hidróxido de sodio y solución acuosa de hidróxido de amonio a pH 9 para permitir la precipitación completa de residual Ni2 + y Nb5 + cationes de la muestra, seguida por lavado con agua desionizada varias veces para eliminar el exceso catión Na+ . Después de la calcinación posterior en aire sintético a 450 ° C, las nanopartículas de NixNbx 1O son preparadas y analizadas.
Áreas de superficie, volumen y tamaño de poro para la síntesis NixNbx 1O (tabla 1) indican que la síntesis química de la precipitación mediante la incorporación de una proporción adecuada de Nb en el NiO (Nb:Ni cociente < 0.087) podría aumentar eficazmente las superficies de los materiales, ya que el oxalato de niobio se utiliza como el precursor. Esto es apoyada también por el hecho de que estructura más porosa puede estar formada por la descomposición química de oxalato hidratado de níquel con naturaleza orgánica,9 como se observa en el patrón de difracción de rayos x (figura 1). Sin embargo, la superficie de Nix1-xO disminuye significativamente cuando la relación Nb:Ni se eleva a 0.15 y 0.25 de la nota. Esto es probablemente debido a la formación de grandes bloques como cristalitos en la muestra. Fórmula de Scherrer se utiliza para calcular el tamaño de cristalito del óxido mezclado todo preparado. Se puede concluir que el tamaño de los cristalitos está estrechamente relacionada con la superficie correspondiente. Hemos demostrado en otro lugar que la relación Nb:Ni es un factor crucial en la determinación de la actividad catalítica de los óxidos hacia la hydrodeoxygenation de compuestos orgánicos derivados de lignina. Con alto % de Nb (Nb:Ni > 0.087), inactivo NiNb2O6 especies fueron formadas por la reacción entre la fase amorfa de Nb y NiO, conduce a la agregación de NiO y así obtuvo el catalizador con menor superficie. Con menor % de Nb (Nb:Ni ≤ 0.087), la adición de oxalato niobio puede aumentar el área superficial del catalizador. Esto se atribuye por el hecho de que el oxalato Ni formado como retarda el crecimiento cristalino de los cristalitos del NiO, como un catalizador de resultado con mayor área específica se obtuvo. Por otra parte, para el catalizador con menor cantidad de Nb, Nb2O amorfo5 puede promover la dispersión de NiO cristalitos en la superficie, así se inhibió la agregación de cristalitos de NiO. La gran superficie (173 m2/g) de Ni0,92Nb0.08O, que consiste en doblar-como nanosheets, mostró la mejor actividad y selectividad hacia el hydrodeoxygenation de anisole a ciclohexano.
En Resumen, se demuestra un método de precipitación química para preparar catalizadores de óxido Ni-Nb-O. Aunque este método requiere relativamente más alta concentración de la solución de los iones del metal, ha sido encontrado para preparar con éxito los nanocatalizadores con una superficie mayor, en comparación con las obtenidas de otros métodos. Además, las nanopartículas recientemente preparadas demostraron excelente actividad catalítica en la hydrodeoxygenation de anisole a ciclohexano. El estudio de sus aplicaciones en otros sistemas catalíticos como hidrogenación es actualmente en curso. Además, se prevé que una estrategia similar podría aplicarse aún más en la preparación de otros diversos óxidos de Ni-Me-O mixtas u otros nanomateriales tales como ésos con Cu2 +, Co2 + con alta superficie específica para varios útiles aplicaciones tales como oxidación de alcohol y agua y las reacciones de acoplamiento catalítico. 28 , 29 , 30
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Disclosures
No tenemos nada que revelar.
Acknowledgments
Agradecemos el apoyo financiero nacional clave de investigación y desarrollo programa de Ministerio de ciencia y tecnología de China (2016YFB0600305), Fundación Nacional de Ciencias naturales de China (núms. 21573031 y 21373038), programa Excelente talento en ciudad de Dalian (2016RD09) y la educación tecnológica y superior Instituto de Hong Kong (sus SG1617105 y sus SG1617127).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Niobium(V) oxalate hydrate, 98% | Alfa | L04481902 | |
| Nickel nitrate hexahydrate, 99% | Aladdin | N108891 | |
| Sodium hydroxide, 98% | Aladdin | S111501 | |
| Ammonium hydroxide, 23-25% | Aladdin | A112077 | |
| Anisole, 99% | Sinopharm | 81001728 | |
| Diphenyl ether, 98% | Aladdin | D110644 | |
| Phenol, 98% | Sinopharm | 100153008 | |
| 2-Methoxyphenol, 98% | Sinopharm | 30114526 | |
| Vanillin, 99.5% | Sinopharm | 69024316 | |
| Potassium hydroxide, AR | Aladdin | P112284 | |
| N,N-Dimethylformamide, 99.5% | Sinopharm | 40016462 | |
| 2-Bromoacetophenone,98% | Aladdin | B103328 | |
| Diethyl ether,99.5% | Sinopharm | 10009318 | |
| Decane,98% | Aladdin | D105231 | |
| Dodecane,99% | Aladdin | D119697 | |
| Niobic acid | CBMM | 1313968 | |
| Heating and Drying Oven | DHG Series (shanghai jinghong laboratory instrument co. ltd) | ||
| Autoclave Reactor | CJF-0.05—0.1L (Dalian Tongda Equipment Technology Development Co., Ltd) | ||
| Tube furnace | SK2-1-10/12 (Luoyang Huaxulier Electric Stove Co., Ltd) | ||
| Heating magnetic stirrer | DF-101 (Yu Hua Instrument Co. Ltd.) | ||
| Rotary evaporator | RE-3000A (Shanghai Yarong Biochemical Instrument Factory) | ||
| Synthetic air | |||
| Hydrogen gas | |||
| Argon gas |
References
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