雷尼镍：具有多孔结构的高效异相催化剂及其广泛应用

雷尼镍：具有多孔结构的高效异相催化剂及其广泛应用

雷尼镍是一种由细小的具有多孔结构的镍铝合金颗粒组成的固体非均相催化剂，最早是由美国工程师 Raney在植物油的加氢过程中作为催化剂使用的。它的制备过程是将镍铝合金用浓氢氧化钠溶液处理，在这个过程中，大部分的铝会和氢氧化钠发生反应而溶解，留下许多大小不一的微孔。这样，雷尼镍从表面上看是细小的灰色粉末，但从微观上看，粉末中每一个微小的颗粒都是三维的多孔结构，这种多孔结构大大增加了它的表面积，大的表面积带来很高的催化活性，使雷尼镍被广泛用作有机合成和工业生产中加氢反应的非均相催化剂。由于“Raney”是格雷斯化学公司（WR Grace and）的注册商标，严格地说，只有这家公司（Grace）的戴维森化学部生产的产品才能被称为“雷尼镍”。 “金属骨架催化剂”或“海绵金属催化剂”是指具有微孔结构、物理、化学性质类似于雷尼镍的催化剂。

1897年，法国化学家保罗·萨巴蒂尔发现微量的镍能催化有机物的氢化反应。随后镍被用于多种有机物质的氢化反应。从20世纪20年代开始，美国工程师莫里·雷尼一直致力于寻找更好的氢化催化剂。1924年，他用镍和硅按1：1的比例混合，经过氢氧化钠处理后，硅和氢氧化钠发生反应，形成多孔结构。雷尼发现这种催化剂对棉籽油氢化的催化活性是普通镍的5倍。雷尼随后用1：1的镍/铝合金制作催化剂，发现得到的催化剂活性更高，并于1926年申请了专利。直到今天，1：1的比例仍然是生产雷尼镍所需合金的优选比例。

物理和化学特性：

雷尼镍催化剂在活化前为银灰色无定形粉末（镍铝合金粉末），有中等可燃性，部分活化时易团聚，遇水产生氢气，长期暴露在空气中易风化。活化后的镍铝合金粉末为附有活性氢的灰黑色颗粒，极不稳定，在空气中氧化燃烧，必须浸泡在水或乙醇中保存。它最早是由美国工程师莫里·雷尼在植物油氢化过程中用作催化剂。其制备过程是将镍铝合金用浓氢氧化钠溶液处理，在此过程中，大部分铝会与氢氧化钠发生反应而溶解，留下许多大小不一的微孔。这样，雷尼镍从表面上看是细小的灰色粉末，但从微观上看，粉末中每一个微小颗粒都是三维多孔结构，这种多孔结构大大增加了它的表面积。 极大的比表面积带来极高的催化活性，使得雷尼镍作为非均相催化剂广泛应用于有机合成和工业生产中的加氢反应。由于“雷尼”是格雷斯化工公司的注册商标，严格地说，只有该公司戴维森化工分部生产的产品才能称为“雷尼镍”。凡具有微孔结构、物理化学性质与雷尼镍相似的催化剂，均以“金属骨架催化剂”或“海绵金属催化剂”来称呼。

使用：

本品主要用于基本有机化工的催化加氢反应，可用于有机碳氢键、碳氮键、亚硝基化合物及硝基化合物的加氢；偶氮及偶氮二偶氮化合物、亚胺、胺及二苄基偶氮化合物的加氢，也可用于脱水反应、环化反应、缩合反应等。最典型的应用是葡萄糖加氢、脂肪腈加氢。在医药、染料、油脂、香料、合成纤维等领域有广泛的用途。例如：葡萄糖加氢生产山梨醇用于合成维生素C、树脂表面活性剂等；苯酚催化加氢生产己二醇用于制备己二胺、油漆、涂料；二腈加氢生产己二胺是聚酰胺纤维的重要单体；呋喃催化加氢生产四氢呋喃是良好的溶剂。 脂肪酸加氢生产脂肪伯胺在有机化工生产中应用十分广泛，苯胺加氢制备环己胺用于合成脱硫剂、缓蚀剂、硫化促进剂、乳化剂、抗静电剂、杀菌剂等。