镍催化剂催化加氢的机理探究

雷尼镍催化加氢原理
雷尼镍催化加氢原理
雷尼镍催化加氢是一种常用的化学反应，它可以将不饱和化合物转化为饱和化合物。

这种反应的原理是利用雷尼镍催化剂的特殊性质，将氢气加入到不饱和化合物中，使其发生加氢反应，生成饱和化合物。

雷尼镍催化剂是一种由镍和铝等金属组成的复合物，它具有高度的催化活性和选择性。

在加氢反应中，雷尼镍催化剂可以吸附氢气分子，并将其分解成氢原子。

这些氢原子可以与不饱和化合物中的双键或三键结合，形成新的化学键，从而将不饱和化合物转化为饱和化合物。

雷尼镍催化加氢反应广泛应用于化学工业中，例如石油加工、化学合成、制药等领域。

在石油加工中，雷尼镍催化加氢可以将石油中的不饱和烃转化为饱和烃，提高燃料的质量和稳定性。

在化学合成中，雷尼镍催化加氢可以用于合成各种有机化合物，例如醇、醛、酮等。

在制药领域中，雷尼镍催化加氢可以用于合成药物中的关键中间体，从而提高药物的产率和纯度。

雷尼镍催化加氢是一种重要的化学反应，它可以将不饱和化合物转化为饱和化合物，具有广泛的应用前景。

随着化学工业的不断发展，雷尼镍催化加氢技术也将不断创新和完善，为人类社会的发展做出更大的贡献。

收稿日期:20201119基金项目:南京工程学院大学生科技创新基金项目(TB202002032)作者简介:杨梦晓(1998 ),女,本科生,主要研究方向为复合材料与工程;通讯作者:赵学娟(1987 ),女,博士,讲师,主要研究方向为负载型催化剂的开发及应用研究,E-mail:zhaoxj@㊂doi :10．16597/j．cnki．issn．1002154x．2021．02．007镍基催化剂催化加氢研究进展杨梦晓㊀邵爱文㊀刘子麒㊀刘玲珂㊀刘灏远㊀张家程㊀赵学娟∗(南京工程学院材料科学与工程学院,江苏南京211167)摘㊀要㊀镍基催化剂具有较高的热稳定性且对氢气有选择性,在催化领域有广泛的应用前景㊂本文首先介绍了镍基催化剂常见的制备方法,如共沉淀法㊁体积浸渍法㊁还原法㊁溶胶-凝胶法以及水热合成法,然后重点综述了镍基催化剂在顺酐加氢㊁芳香族加氢以及其他加氢领域的应用㊂关键词㊀镍㊀催化剂㊀制备方法㊀加氢中图分类号:O643㊀㊀㊀㊀文献标识码:AResearch Progress on Nickel-Based Catalysts for Catalytic HydrogenationYang Mengxiao㊀Shao Aiwen㊀Liu Ziqi ㊀Liu Lingke㊀Liu HaoyuanZhang Jiacheng㊀Zhao Xuejuan ∗(School of Materials Science and Engineering,Nanjing Institute of Technology,Jiangsu Nanjing 211167)Abstract ㊀Nickel-based catalysts have been widely applied to the field of catalysis due to their high thermalstability and selectivity to hydrogen.In this paper,the common preparation methods of nickel-based catalysts,such as coprecipitation,volume impregnation,reduction method,sol-gel method and hydrothermal synthesis are introduced.Then,the applications of nickel-based catalysts in hydrogenation of maleic anhydride,aromatic hydrogenation andother hydrogenation fields are reviewed.Keywords ㊀Ni㊀catalysts㊀preparation method㊀hydrogenation㊀㊀催化加氢是医药㊁炼油㊁精细化工及其他有机合成领域的核心技术,能节约能耗,减少环境污染,且具有显著的经济效益㊂在现代工业中,催化加氢技术的工业应用较晚,但其速度快㊁规模大,已经成为现代工业的重要组成部分㊂贵金属催化剂具有高效的催化活性和优良的选择性,在催化加氢领域中起着重要的作用,但贵金属资源有限㊁价格昂贵㊁无法大规模使用,因此用非贵金属催化剂代替贵金属催化剂已经成为必然趋势㊂由于镍基催化剂具有较高的热稳定性且对氢气有选择性[1],在非贵金属催化剂领域受到学者们的青睐,成为近几年广泛研究的对象㊂1㊀镍基催化剂的制备镍基催化剂在非贵金属催化领域占据了重要地位㊂目前,镍基催化剂的制备主要有共沉淀法㊁体积浸渍法㊁还原法㊁溶胶-凝胶法㊁水热合成法等㊂1.1㊀共沉淀法共沉淀法是一种应用较为广泛的催化剂制备方法,其主要流程是将催化剂载体和分散剂在去离子水中加热,再加入酸化的镍盐溶液和沉淀剂,进行老化㊁过滤㊁洗涤及烘干得到前驱体,将前驱体粉碎㊁煅烧㊁还原即可制得所需负载型催化剂[2]㊂其中分散剂的㊀2021,Vol.35,No.2㊀论文综述作用是保持反应体系的稳定性,常见沉淀剂有氢氧化物㊁草酸盐㊁硫化物和磷酸盐等㊂共沉淀法制备的催化剂具有更高的催化活性[3]和较高的选择性,但是缺点在于难以精确控制沉淀物的生成量㊂1.2㊀体积浸渍法利用体积浸渍法制备催化剂前首先需要确定载体的吸水率,得出使载体饱和溶解所需的去离子水的体积㊂具体过程是将镍盐溶于等体积的去离子水中,再将载体在溶液中浸渍并不断搅拌,接着干燥㊁焙烧㊁还原得到所需催化剂[4]㊂制备催化剂所需的载体主要有氧化铝类载体㊁硅胶类载体以及某些天然产物㊂体积浸渍法的缺点在于难以准确地确定载体的吸水率,使载体饱和溶解,但是具有原料消耗少,投入成本低的优点㊂1.3㊀还原法还原法又叫程序升温还原法,其主要制备流程为将相应的镍源㊁磷源与载体浸渍,后在空气中干燥㊁焙烧得到前驱体,在400ħ~1000ħ的氢气气氛中还原数小时,即可得到负载型磷化镍催化剂[5]㊂常用的镍源[6]有硝酸镍(Ni(NO3)2㊃6H2O)㊁氯化镍(NiCl2)㊁氢氧化镍(Ni(OH)2)等,常用的磷源有磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)㊁次磷酸铵(NH4H2PO2)㊁次磷酸钠(NaH2PO3)㊂还原法制备催化剂的流程比较简单,但是制备所需温度较高,且制备时间较长㊂1.4㊀溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法虽是催化剂制备领域较新的制备技术,但其发展迅速,目前已得到广泛应用㊂其主要流程为:选择合适的有机溶剂,在溶剂中加入络合剂,将溶液滴入溶有硝酸镍的溶液中,搅拌形成溶胶,加热搅拌后干燥数小时形成凝胶,烘焙后研磨得到所需催化剂[7]㊂无水乙醇是常用的有机溶剂,其它还包括苯乙烯㊁三氯乙烯㊁三乙醇胺等㊂络合剂在制备过程中可以促进凝胶化,常见的有机酸络合剂[8]有葡萄糖酸㊁柠檬酸㊁EDTA(乙二胺四乙酸)㊁酒石酸㊂此方法的优点在于所需温度较低,反应容易进行,而且在形成凝胶时反应物容易混合均匀,但是制备成本较高,制备周期长,仍需不断改进㊂1.5㊀水热合成法水热合成法是利用高温高压的条件,使溶液中的化学组分发生反应的过程㊂主要制备流程为在一定量的硝酸水合物中滴加氨水至pH=11~12,搅拌完全后,在水热反应釜中加热数小时,待反应完成且反应釜冷却至室温,用去离子水过滤㊁洗涤至中性,烘干后得到所需催化剂[9]㊂水热合成法相对于其他制备方法优点在于可直接得到结晶粉末,省去了后续研磨带来的杂质影响,效率较高㊂但是制备过程中所需温度较高,对设备有一定的依赖性㊂除上述制备方法外,镍基催化剂的制备方法还有蒸氨法㊁液相还原法㊁热分解法等㊂2㊀镍基催化剂在加氢领域的应用目前非贵金属催化剂催化加氢反应的研究已取得一定进展,其中镍基催化剂因其高分散度和适宜的粒度而具有最佳的催化活性与稳定性㊂2.1㊀顺酐加氢顺酐是一种重要的有机合成中间体㊂顺酐加氢的本质上是对羰基(C=O)的加氢,顺酐结构中含有两个C=O,性质活泼,加氢活化能低,所需反应条件温和㊂夏晓丽[10]等通过蒸氨法制备了掺杂不同含量Mo的页硅酸镍金属-酸双功能催化剂MoNi-PS㊂研究表明,掺杂Mo能显著提高Ni的还原性,增加催化剂表面Ni0的数量,大幅提高对顺酐中C=C和C=O 的加氢活性㊂随着Mo含量的增加,γ-丁内酯(GBL)的收率先增加后减少;当Mo含量为3wt%时,加氢催化性能最好;当温度为160ħ时,3MoNi-PS的顺酐的加氢性能达到最高;在压强5MPa的H2环境下反应3h,对顺酐的转化率可达到100%㊂由此可见,添加合适的元素可使镍催化剂的加氢活性增大㊂除此之外,催化剂的结构对加氢催化性能也有明显影响㊂赵丽丽[11]分别制备了单斜向和四方相混合晶相氧化锆负载型镍催化剂,并研究了其对顺酐的加氢性能影响㊂结果表明,单斜相ZrO2催化剂表面氧空位呈现相对缺电子状态,能有效活化碳氧双键,有利于C=O的加氢,而四方相ZrO2负载镍催化剂表面氧空位具有较高的电荷密度,呈相对富电子性质,难以有效地活化C=O基团,因而四方相ZrO2负载镍催化剂几乎没有C=O加氢活性㊂梁二艳[12]等采用体积浸渍法制备了Ni/ZrO2催化剂,研究其催化顺酐液相加氢性能㊂结果表明,当甲醇热反应时间为2h 时,催化剂对C=O的加氢活性最高;反应时间为3h,反应压力5MPa,反应温度为210ħ时,对于顺酐的转化率达100%㊂毛洁[13]等采用沉积沉淀法制备蒙脱土负载镍催化剂(Ni/MMT),考察反应条件对于其加氢催化顺酐的影响,结果表明,以乙酸酐作溶㊀杨梦晓等.镍基催化剂催化加氢研究进展㊀2021,Vol.35,No.2剂时,对于顺酐的加氢性能最佳,反应温度100ħ㊁反应时间3h㊁氢气压力2MPa,顺酐转化率达95%㊂2.2㊀芳香族加氢镍基催化剂不仅在顺酐加氢反应中效果显著,在芳香族加氢反应中也有较高的催化活性㊂芳香族化合物通常是一类带离域键苯环的化合物,苯环本身存在p-π共轭,活化能相对较高㊂虽然镍基催化剂能在芳香族加氢反应中提高苯环脱去取代基的效率,但是易引发反应体系中的副反应,因而如何提高加氢的转化率和选择性便成为其主要的研究方向㊂梁伟[18]等采用液相还原法制备了硅柱撑蒙脱土负载型双金属催化剂Mo-Ni/SPC,并研究了其在苯酚加氢脱氧反应中的性能㊂结果表明,在3MPa和623K条件下,Mo-Ni/SPC催化剂表现出优异的催化性能,苯酚转化率为98%,环己烷选择性约95%㊂李晨芮[17]采用浸渍法和热分解法制备了负载型磷化镍催化剂,研究其对于苯酚的加氢脱氧性能,研究表明,硅含量的增加会使苯酚转化率逐渐升高,当反应时间5h,反应温度为300ħ时,苯酚转化率达到100%㊂在镍基催化剂中,镍本身的粒径和含量也是一个不可忽视的影响因素,对催化剂加氢性能有重要影响㊂王建强[14]等采用浸渍-沉淀法制备了Ni-Y/Al2O3催化剂㊂研究表明Ni含量小于30wt%时,对硝基甲苯加氢的收率可达到50%以上㊂夏延洋[16]等采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备了Ni/SiO2催化剂,研究其对于偏三甲苯的加氢脱烷基反应活性,结果表明,通过调整催化剂中还原镍的粒径可有效控制苯环加氢,在最佳反应条件下,10Ni/Si-2.0上偏三甲苯的转化率最高为29.4%,二甲苯的选择性为99.9%㊂王文静[15]等用化学还原法制得Ni-B催化剂,研究发现该催化剂是针对卤代芳胺和卤代硝基苯的特化型催化剂,既能保证活性,也能做到保护卤代基的目的,其脱卤率小于4%,优于其它Ni基催化剂㊂2.3㊀其它加氢王登豪[9]通过水热合成法制备了Cu-Ni/SiO2催化剂,通过调节铜镍摩尔比来调控其加氢性能,结果表明,在氢酯比为150㊁反应压力为2MPa㊁反应温度为200ħ㊁液时空速为0.5h-1的反应条件下,铜镍摩尔比为1ʒ1时催化剂Cu1Ni1/SiO2表现出了最佳的加氢催化性能,草酸二甲酯的转化率达到90%,且催化剂能稳定运行100h㊂钱潇奇[20]以层状页硅酸镍(Ni-PS-L)为前驱体,通过蒸氨和水热制备出结构稳定㊁粒子分布均匀的镍基催化剂,以传统方法制备成的镍基催化剂为对比,考察它们的5-羟甲基糠醛(5-HMF)加氢性能㊂结果表明,相比传统的镍基催化剂,蒸氨法和水热法制备得到的催化剂展现出更优异的5-HMF加氢性能,在373K㊁8h㊁1.5MPa H2的条件下,能得到100%的5-HMF转化率㊂3㊀结语镍基催化剂价格低廉,资源丰富,符合绿色可持续发展理念,在过去的几十年里,专家学者们对其进行了广泛的研究与探索㊂在催化加氢方面,镍基催化剂由于其价格低廉㊁催化效率高㊁具有良好的加氢活性等原因,已广泛应用于各种不饱和有机物的加氢反应㊂但是镍基催化剂在研究与应用中也存在一些问题,如催化剂在反应中容易产生积炭造成失活;高温下稳定性较差;催化剂的结构和性能之间的关系还需进一步深入研究;镍基催化剂催化加氢的反应机理研究不多等㊂参考文献[1]余海燕,李东魁,王娜.Fe-Ni双金属催化剂的研究进展[J].阴山学刊(自然科学版),2018,32(02):4952.[2]孙春晖,于海斌,陈永生等.高活性镍基加氢催化剂制备研究[J].无机盐工业,2017,49(03):7476. [3]张斌,张新波,许莉勇等.共沉淀法制备氧化铝负载铜催化剂及其在肉桂醛选择性加氢反应中的应用[J].过程工程学报,2012,12(04):690695.[4]刘飞.磷化镍催化剂的制备及其在糠醛选择性加氢反应中的应用[D].黑龙江大学,017.[5]李天敏,张君涛,申志兵等.负载型磷化镍催化剂的制备及其催化应用[J].工业催化,2019,27(09):1925.[6]于祺,牟玉强,佟铁鑫.还原法制备磷化镍催化剂的研究进展[J].精细石油化工进展,2019,20(06):4750.[7]Karaismailoglu M,Figen HE,Baykara SZ.Hydrogenproduction by catalytic methane decomposition over yttria doped nickel based catalysts.2019,44(20):99229929.[8]张成,万金泉,马邕文等.pH及络合剂对亚铁活化S2O2-8氧化去除活性艳蓝的影响研究[J].环境科学, 2012,33(03):871878.[9]王登豪,张传彩,朱远明等.高效稳定的铜镍催化剂在草酸二甲酯加氢的应用[J].化工学报,2017,68(07): 27392745+2957.(下转第53页)㊀胡榕华等.新工科背景下化工原理课程设计教学改革㊀2021,Vol.35,No.2高教学水平和教学质量的目的,本课程在雨课堂平台上建设了线上教学资源㊂目前,雨课堂的线上教学资源包括10个课程教学视频,每个视频5~10分钟,涵盖了课程设计任务书的解读㊁管道阻力计算㊁换热器设计㊁离心泵扬程计算及选型㊁转鼓真空过滤机计算及选型㊁吸收塔塔径及填料高度计算等课程设计内容㊂另外,我们还将针对化工原理课程设计所涉及的单元操作的知识点设置100道练习题,用于学生自测,以便学生温故知新㊂为了满足学生自主学习需求,我们将在学堂在线平台或校内平台上建设化工原理课程设计的线上课程,为线上线下混合式一流本科课程建设做好积累和改进㊂2.6㊀教学团队的改革化工原理课程设计水平与指导教师直接相关,教师的实践教学能力是提高课程设计环节教学质量的关键㊂大部分年轻教师基本都是从高校毕业就到学校从事本科教育,没有企业工作背景,工程实践经验不足,对工艺流程㊁设备结构㊁车间布置和管道布置等不熟悉㊂因此,年轻教师可以到企业进行挂职锻炼,参加实习实践基地建设及校企项目合作,解决实际工程问题和企业关心的实际问题㊂另外,我们可以从企业中选派具有工程设计经验的工程师或优秀校友作为兼职教师,共同开展课程设计,不断提升教师队伍的指导水平㊂3㊀结语针对化工原理课程设计的教学现状,以 实际应用,提升能力 为原则,我们进行新工科背景下化工原理课程设计实践课程的教学改革㊂课程设计选题来源于工程实际,教学中实施分层次的教学目标,开展专业课程思政教育,采用线上线下混合式教学,建立 平时成绩+设计作品+答辩 的过程性考核方式㊂通过以上的教学改革,更好地提升了学生的设计水平,提高了学生的工程实践能力和创新能力,进一步满足社会对应用型人才的需求㊂参考文献[1]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究,2017(03):1 6.[2]夏淑倩,王曼玲,程金萍等.践行OBE理念,开展化工类专业新工科建设[J].化工高等教育,2018(01):912,61.[3]陈桂,袁叶,胡扬剑等.应用型高校化工原理课程设计教学改革思考[J].化学工程与装备,2019(11):280281.[4]唐新德,刘宁,王津津等.基于OBE理念的化工原理课程设计教学改革探索[J].广州化工,2020,48(18): 146148.[5]陈婷,胥桂萍,姚振华等.新工科背景下‘化工原理实验“思政探索与实践[J].山东化工,2020,49(19):196197.[6]张健平.基于CDIO工程教育理念的化工原理课程设计教学改革与探索[J].西南科技大学高教研究,2018,34(02):5660.[7]王芳.化工原理课程设计教学改革探讨[J].化工时刊,2019,33(08):5152.ʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏ(上接第25页)[10]夏晓丽,谭静静,卫彩云等.钼改性页硅酸镍催化剂催化顺酐加氢性能[J].高等学校化学学报,2019,40(06): 12071215.[11]赵丽丽.二氧化锆负载镍催化剂催化顺酐选择加氢性能研究[D].山西大学,2019.[12]梁二艳,张因,赵丽丽等.甲醇热制备四方相ZrO2及其负载镍催化剂的顺酐加氢性能[J].化工学报,2017,68(06):23522358.[13]毛洁,王清,王慢慢等.蒙脱土负载镍催化顺酐加氢制备丁二酸酐[J].西华师范大学学报(自然科学版),2018, 39(03):247251.[14]王建强,董鹏.新型镍催化剂催化对硝基甲苯加氢的研究[J].云南化工,2017,44(09):2930. [15]王文静,严新焕,许丹倩等.Ni-B非晶态合金催化剂用于卤代硝基苯液相加氢制卤代苯胺[J].催化学报, 2004,025(005):369372.[16]夏延洋,卜天同,王立成等.镍硅基催化剂上偏三甲苯的加氢脱烷基反应[J].高等学校化学学报,2016,37(12): 22152220.[17]李晨芮.负载型磷化镍催化剂对苯酚的加氢性能研究[D].郑州大学,2017.[18]梁伟,李保山.助剂Mo对硅柱撑蒙脱土负载镍催化剂结构及加氢脱氧性能的影响[J].工业催化,2017,25(06): 915.[19]马航,冯霄.固体催化剂常规制备方法的研究进展[J].现代化工,2013,33(10):3236.[20]钱潇奇.页硅酸镍催化剂用于5-羟甲基糠醛选择性加氢反应的研究[D].厦门大学,2019.。

2绿色化学是当今科研和生产的世界潮流，我国已在重大科研项目研究的立项上向这个方向倾斜。

催化加氢反应一般生成产物和水，不会生成其它副产物，具有很好的原子经济性。

加氢反应的应用很广泛。

加氢过程在石油炼制工业中，除用于加氢裂化外,还广泛用于加氢精制。

在煤化工中用于煤加氢液化制取液体燃料。

在有机化工中则用于制备各种有机产品，例如一氧化碳加氢合成甲醇、苯加氢制环己烷、苯酚加氢制环己醇等。

此外，加氢过程还作为化学工业的一种精制手段，用于除去有机原料或产品中所含少量有害而不易分离的杂质，例如乙烯精制时使其中杂质乙炔加氢而成乙烯；丙烯精制时使其中杂质丙炔和丙二烯加氢而成丙烯等。

3早在1902年，Normann 就实现了用镍催化剂使脂肪加氢来制取硬化油的工业化生产。

近年来，镍系催化剂无论是在制备方法还是在应用领域，都取得了巨大的发展，镍应用于烯烃，炔烃，苯，硝基化合物，含羰基的化合物的催化加氢。

4按照催化剂的改性方法，将镍催化剂分为骨架镍催化剂、负载型催化剂以及其它类型镍催化剂。

5骨架镍，是应用最广泛的一类镍系加氢催化剂，也称雷尼镍。

具有很多微孔，是以多孔金属形态出现的金属催化剂，制备骨架形催化剂的主要目的是增加催化剂的表面积，提高催化剂的反应面，即催化剂活性。

具体的制备方法：将 Ni 和 Al ，Mg ，Si ，Zn 等易溶于碱的金属元素在高温下熔炼成合金，将合金粉碎后，再在一定的条件下，用碱溶至非活性组分，在非活性组分去除后，留下很多孔，成为骨架形的镍系催化剂。

6薛勇等[8]以邻硝基甲苯和草酸二乙酯为起始原料，合成邻硝基苯丙酮酸乙酯的乙醇碱性溶液，再用雷尼镍催化剂，在60～70℃、1.5MPa 压力下，用催化氢化法合成了吲哚-2-甲酸，总收率为70% （以邻硝基甲苯计算）用熔点、NMR 、GC - MS 谱图表征了该化合物。

雷尼镍催化氢化方法合成吲哚-2-甲酸成本较低、后处理简单、无环境污染。

其合成路线为： CH 3NO 2+(COOC 2H 5)2C 2H 5ONa CH 2C OCOOCH 2CH 3NO 2 CH 2C OCOOCH 2CH 3NO 2+H 2Ni NH COOH胡少伟等[10]采用骤冷法制备了改性骨架镍，将其应用于3, 4-二甲基硝基苯的催化加氢制备3, 4-二甲基苯胺。

醛和酮与h2ni催化加成的原理醛和酮与H2/Ni催化剂的加成反应是一种重要的有机合成反应。

下面将详细介绍其原理。

1. H2/Ni催化剂的特性：H2/Ni催化剂即是将氢气（H2）与镍（Ni）作为催化剂，常用的催化剂是铂-镍合金（Pt-Ni）或氧化镍（NiO）等。

这种催化剂具有活性高、选择性好、催化剂容易脱附等优点，适用于多种化学反应。

2. 醛与H2/Ni催化剂的加成反应：醛与H2/Ni催化剂的加成反应产生相应的醇。

该反应示例如下：RCHO + H2 →RCH2OH在这个反应中，醛（RCHO）中的醛基（CHO）与氢气（H2）反应生成相应的醇（RCH2OH）。

例如，甲醛（HCHO）与氢气（H2）反应生成甲醇（CH3OH）。

醛与H2/Ni催化剂的加成反应是一个加氢反应，催化剂起到了重要的作用。

催化剂表面的镍原子具有活性，并吸附氢气，镍表面形成活性氢化物（Ni-H）。

3. 加成反应机理：加成反应的机理主要包括吸附、氢化、解吸附等步骤。

（1）吸附：醛分子首先吸附在催化剂表面，醛基上的O原子与镍表面形成键合。

（2）氢化：吸附的醛在催化剂表面上与吸附的氢气进行反应，氢气中的氢原子与吸附的醛中的醛基的C原子形成键合。

这种键合称为氢化反应。

（3）解吸附：反应生成的醇分子与催化剂表面的镍原子解离，并脱离催化剂表面。

4. 酮与H2/Ni催化剂的加成反应：酮与H2/Ni催化剂的加成反应产生相应的醇。

该反应示例如下：R2C=O + H2 →R2CHOH在这个反应中，酮（R2C=O）中的酮基（C=O）与氢气（H2）反应生成相应的醇（R2CHOH）。

例如，丙酮（CH3COCH3）与氢气（H2）反应生成异丙醇（CH3CHOHCH3）。

醛和酮与H2/Ni催化剂的加成反应与醛的加氢、酮的加氢反应机理类似。

不同之处在于酮分子中有两个烃基与催化剂发生反应。

总结：醛和酮与H2/Ni催化剂的加成反应是通过吸附-氢化-解吸附的机理进行的。

该反应的原理是醛和酮中的醛基和酮基与氢气反应生成相应的醇。

镍基催化剂的制备及其催化产氢性能的研究进展摘要：本文介绍了镍基催化剂的常用制备方法以及贵金属改性镍基催化剂的研究进展，研究结果显示催化剂的形貌、载体等因素对其分解产氢的性能有重要影响。

关键词：镍基催化剂；水合肼；产氢；催化性能Progress in preparation of nickel-based catalysts and theircatalytic performance for hydrogen productionAbstract: The common preparation methods of nickel-based catalysts and the research progress of noble metal modified nickel-based catalysts are introduced in this paper. The results show that the morphology and support of the catalyst have an important impact on its performance of decomposition and hydrogen production.Keywords:Nickel-based catalyst; hydrazine hydrate; hydrogen production; catalytic properties引言近年来，由于空气污染的加剧和全球气候的变化，氢气作为一种清洁能源越来越受到大家的广泛关注[1]。

常见的化学储氢材料有：水合肼、氨硼烷、肼硼烷、硼氢化钠、甲酸等高含氢化合物，利用上述材料制氢拥有氢密度高、潜在风险低、化学性质稳定、易于运输等诸多优点[2]。

其中，水合肼中氢的含量相对较高(8.0wt%)，在较大的温度范围内为液态，为原材料的贮存和运输提供方便，因此被认为是极具应用前景的储氢材料。

雷尼镍加氢催化剂
雷尼镍加氢催化剂是一种常用于催化加氢反应的催化剂。

它由雷尼镍（Raney Nickel）制备而成，是一种高度活性的多孔金
属催化剂。

雷尼镍加氢催化剂主要用于加氢反应，例如烯烃加氢、有机化合物加氢、水合物还原等。

它可以将不饱和化合物（如烯烃）加氢转化为饱和化合物（如烷烃），对于多种有机化合物的加氢反应都有很高的催化活性和选择性。

雷尼镍加氢催化剂由细小的镍颗粒组成，这些颗粒在催化反应中提供活性位点来催化反应。

多孔的结构使得反应物可以充分进入催化剂内部，增加反应的接触面积和效率，同时也有利于产物的释放。

雷尼镍加氢催化剂的制备一般是通过将金属镍与水铝合金进行反应，形成多孔、高度活性的结构。

催化剂的活性和选择性可以通过改变制备条件、合金配比、后续处理等方法来进行调节和优化。

总的来说，雷尼镍加氢催化剂是一种重要的工业催化剂，在有机合成、化工生产等领域有广泛应用。

它具有高催化活性、选择性好、稳定性高等优点，是许多加氢反应的理想催化剂之一。

探讨镍作为催化剂的氢化反应机理与原理The hydrogenation reaction mechanism and principles of nickel as a catalyst have been extensively studied in the field of catalysis. Nickel is known for its excellent catalytic activity in hydrogenation reactions, particularly in the hydrogenation of unsaturated organic compounds.The mechanism of hydrogenation on nickel catalysts involves several steps. Firstly, the unsaturated organic compound adsorbs onto the surface of the nickel catalyst. This adsorption occurs through weak chemical bonds between the carbon-carbon double or triple bond and the nickel surface. The adsorbed molecule then undergoes dissociation of the double or triple bond, forming adsorbed hydrogen atoms on the catalyst surface.The next step is the diffusion of hydrogen atoms across the catalyst surface to reach the adsorbed molecule. This diffusion process is facilitated by the presence of defects or vacancies on the nickel surface. Once the hydrogen atoms reach the adsorbed molecule, they react with the carbon atoms, breaking the double or triple bond and forming a saturated compound. Finally, the product desorbs from the catalyst surface, releasing the hydrogen molecule.The principles underlying the excellent catalytic activity of nickel in hydrogenation reactions can be attributed to several factors. Firstly, nickel has a high surface area, providing ample active sites for the adsorption and reaction of molecules. Additionally, nickel has a favorable electronic structure, allowing for efficient transfer of electrons during the reaction process.Moreover, nickel catalysts can be easily modified or alloyed with other metals to enhance their catalytic performance. For example, the addition of small amounts of noble metals, such as platinum or palladium, can significantly improve the selectivity and activity of nickel catalysts in hydrogenation reactions.In conclusion, the mechanism of hydrogenation on nickel catalysts involves the adsorption, dissociation, diffusion, and reaction of hydrogen atoms with unsaturated organic compounds. The excellent catalytic activity of nickel can be attributed to its high surface area, favorable electronic structure, and the possibility of alloying with other metals. Further research in this field is crucial for the development of more efficient and selective nickel catalysts for hydrogenation reactions.现在用中文回答：镍作为催化剂在氢化反应的机理和原理方面已经得到了广泛研究。