Page 111 - 精细化工2020年第2期

第 2 期 杨晓魏，等: 高分散镍硅催化剂对喹啉催化加氢的性能 ·313·

构的 δ—OH 振动峰和 v—OH 伸缩振动峰，说明蒸氨
水热法制备的催化剂形成了镍硅酸盐结构且焙烧后的
催化剂保留了此结构，与 XRD 结果一致。

图 5 镍基催化剂的 FTIR 图
Fig. 5 FTIR spectra of Ni-based catalysts

由以上表征结果可知，利用蒸氨水热法可成功
制备出催化剂前驱体镍硅酸盐，且经焙烧处理后仍
能保持硅酸盐结构特征，经 H 2 还原后，催化剂
Ni-PS-AEH-400 中保存少量硅酸盐结构的同时，多
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数镍硅酸盐被还原生成 Ni 。催化剂 Ni/SiO 2 -IMP 焙
烧后镍元素主要以 NiO 形式存在，经 H 2 还原也可
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生成 Ni ，但其粒径较 Ni-PS-AEH-400 中 Ni 大。
2.2.2 催化剂表面形貌研究
图 6 为还原前后不同催化剂的 TEM、HRTEM
和粒径分布图。由图 6a 可以看出，还原前催化剂
Ni-PS-AEH-400 表面具有明显的镍硅酸盐层状纤维
结构，证明该结构具有高热稳定性，经焙烧处理形
貌未发生变化，与 XRD 表征结果一致。另外，催化

剂经 H 2 还原后，催化剂 Ni-PS-AEH-400 表面仍存在 a—Ni-PS-AEH-400-before reduction (TEM); b—Ni-PS-AEH-400-
纤维层状结构，证明催化剂中仍部分保留了镍硅酸 reduction (TEM); c—Ni/SiO 2-IMP-reduction(TEM); d—Ni-PS-AEH-
400-reduction (HRTEM); e—Ni-PS-AEH-400-reduction (particle
盐的层状结构（图 6b）。同时，由图 6b 可以发现， size distribution); f—Ni/SiO 2-IMP-reduction (particle size distribution)

Ni-PS-AEH-400 中镍纳米粒子均匀分散在催化剂表 图 6 镍基催化剂的 TEM、HRTEM 和粒径分布图
面，且由图 6e 可以看出，其粒径分布在 2~5 nm 之 Fig. 6 TEM images, HRTEM image and particle size
distribution of Ni-based catalysts
间，平均粒径为 3.18 nm 左右，显示出较高的分散
2.2.3 催化剂物理化学性质
度。这是由于 Ni-PS-AEH-400 中镍纳米粒子是由镍
图 7 为催化剂的氮气吸附-脱附曲线，表 2 为催
硅酸盐直接还原制得，硅酸盐结构中各元素的均匀
化剂的物理化学性质。从表中数据可以看出，经 ICP
分布可使还原出的镍粒子呈现较高的分散状态，同
测定，催化剂 Ni/SiO 2 -IMP 和 Ni-PS-AEH-400 中实
时，未被还原的镍硅酸盐也对生成的纳米粒子起到
际 Ni 含量相差不大，分别为 10.9%和 11.8%，均与
阻隔作用，抑制了其团聚。由图 6c 可见，催化剂
理论值相符。氮气吸附-脱附曲线显示，Ni/SiO 2 -IMP
Ni/SiO 2 -IMP 中镍纳米粒子在 SiO 2 载体表面分布不
和 Ni-PS-AEH-400 均属于Ⅳ型等温线且伴有不同类
均，且由图 6f 可以看出，其粒径分布范围较广
型的回滞环（图 7）。Ni/SiO 2 -IMP 呈现为 H1 型回滞
（4~12 nm），平均粒径为 6.76 nm 左右，活性组分
环，说明该催化剂孔结构主要是由纳米粒子堆积所
产生团聚。此外，由催化剂 Ni-PS-AEH-400 高分辨
形成的。Ni-PS-AEH-400 呈现出 H1 和 H3 叠加型回
电镜图（图 6d）可以清楚地看出镍纳米粒子的晶格
滞环，这是由于催化剂 Ni-PS-AEH-400 中具有纤维
间距为 0.203 nm，与 Ni 纳米粒子面心立方（111） 层状结构的硅酸盐的存在造成的。同时，Ni-PS-
晶面一致 [19] ，同时与 XRD 结果对应。
AEH-400 中硅酸盐纤维层状结构同样使该催化剂具