CaC2與金屬氯化物球磨反應(yīng)制備的碳載金屬材料及其應(yīng)用.pdf

1、碳化鈣富含三鍵、價格低廉，是一種比較合適的碳源;但碳化鈣穩(wěn)定的晶格結(jié)構(gòu)以及不溶于任何溶劑的特點極大地限制了其反應(yīng)活性。本文利用碳化鈣和金屬氯化物(FeCl3、ZnCl2、CuCl、NiCl2、PdCl2)在球磨條件下的機(jī)械化學(xué)反應(yīng)，制備了相應(yīng)的碳載金屬材料。該方法可以快速、高效地獲得碳載金屬材料，而且具有操作簡單、綠色環(huán)保、成本低的優(yōu)勢。這是一種制備碳材料和碳載金屬材料的新方法，同時也是碳化鈣的一種新應(yīng)用。
　　將碳化鈣與FeCl

2、3、ZnCl2、CuCl機(jī)械化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物用酸處理，我們得到了碳化鈣衍生碳，即CDC-Fe、CDC-Zn、CDC-Cu，并對其進(jìn)行了如下系列表征:元素分析、氮氣吸附實驗(BET)、拉曼光譜(Raman)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)。并通過循環(huán)伏安(CV)、恒電流充放電(CP)、循環(huán)壽命以及交流阻抗(EIS)四種測試方法對其電化學(xué)性能進(jìn)行評價。結(jié)果表明，這三個碳材料都是具有一定石墨層狀結(jié)構(gòu)的介孔碳，其含碳量為71-78％，比表

3、面積介于160-360 m2/g。所得的碳材料具有較好的電化學(xué)性能，其中，CDC-Zn電化學(xué)性能最好，其質(zhì)量比電容為84 F/g，并且具有良好的可逆性和循環(huán)穩(wěn)定性。
　　將碳化鈣和FeCl3、CuCl、NiCl2、PdCl2的機(jī)械化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物用水處理，我們得到了一系列金屬/碳復(fù)合材料，并探索了其在催化1-己烯加氫制正己烷和硝基苯加氫制苯胺方面的應(yīng)用。結(jié)果表明，Ni/C、Pd/C復(fù)合材料可以在室溫條件下將1-己烯加氫全部轉(zhuǎn)化為正己烷

4、。這些一系列的金屬/碳復(fù)合材料對硝基苯(NB)加氫制備苯胺(AN)都表現(xiàn)出一定的催化活性，從硝基苯的轉(zhuǎn)化率(XNB)和苯胺的選擇性(SAN)來說，Ni/C復(fù)合材料的催化效果最好。
　　本文對Ni/C復(fù)合材料進(jìn)行了X射線光電子能譜(XPS)、X-射線衍射(XRD)、氮氣吸附試驗(BET)的表征，并系統(tǒng)考察了其對硝基苯(NB)加氫制苯胺（AN）的催化性能。結(jié)果表明，Ni/C催化劑中的鎳是以單質(zhì)鎳的形式存在，其平均顆粒直徑為21.1 n

5、m，其中表面部分被氧化為二價鎳;其比表面為133 m2/g，呈介孔孔徑分布。Ni/C催化劑催化硝基苯加氫實驗結(jié)果表明，硝基苯的轉(zhuǎn)化率(XNB)和苯胺的選擇性(SAN)隨著反應(yīng)時間的延長、初始?xì)錃鈮毫Φ脑龃?、催化劑用量的增多而增加直至接?00％;當(dāng)鎳顆粒尺寸減小時，催化劑的催化活性大幅提高。
　　此外，我們還探索了用催化劑法和高溫法來提高碳化鈣反應(yīng)活性的可能性。結(jié)果表明，在120℃時，碘化亞銅可以催化電石與四氯化碳反應(yīng)生成碳材料，