催化剂是一种能够在化学反应中提高反应速率而本身在反应结束后并不消耗的物质,它在化学工业和现在最热门的纳米材料制备中具有非常重要的作用。特别是纳米催化剂,其表面原子占有的体积比非常大。表面原子配位不足及高的表面能,使这些表面原子很容易与其他原子反应。非晶态合金在尺寸上是纳米级的,属于纳米催化剂,是一类介于晶态和无定形物质之间的特殊材料,在结构上表现为长程无序而短程有序结构。独特的结构使得该催化剂具有了优良的催化活性、选择性和抗中毒能力。在制备过程中具有环境污染少,催化效率高等优点,符合当今化工生产的发展趋势,日益引起人们的重视。然而研究至今,非晶态合金催化剂还存在一定的缺陷,例如比表面积较小,负载型催化剂上活性位分布不均匀,分散度低等问题。本论文在高比表面积的介孔材料为载体的基础上,合成出不同基团修饰的功能化介孔载体,并制备了相应的负载型Ni-B非晶态合金催化剂,并应用于对氯硝基苯选择性加氢制备对氯苯胺的反应;利用软模板即表面活性剂自组装方法制备了中空Ni-B非晶态合金催化剂,并应用于卤代硝基苯选择性加氢制备卤代苯胺的反应;利用PS小球作为硬模板,制备出双层中空结构的非晶态合金催化剂。利用喷雾技术制备出粒径可控的非晶态合金。结合催化剂的系统表征,探讨了金属合金的结构、表面电子态和催化性能之间的关系。一、催化剂制备:(1)粒径可控的Ni-B非晶态合金的制备:利用喷雾技术,通过改变NaBH4溶液的浓度、反应温度等,制备出粒径可控的Ni-B非晶态合金;(2)负载型Ni-B非晶态合金催化剂的制备:将一定量的NiCl2溶液浸渍于载体上,采用微波进行干燥,KBH4还原制得Ni-B/载体非晶态合金催化剂;(3)中空Ni-B非晶态合金催化剂的制备:通过聚乙二醇,水和环己胺形成乳状液体系。用KBH4化学还原法制备中空Ni-B非晶态合金催化剂;(4)双层中空结构的非晶态合金催化剂的制备:将一定量的金属(M)溶液前驱体浸渍于磺化的PS小球,用KBH4还原,根据反向复制原理,除去模板后,成功的制备出双层中空结构的M-B非晶态合金催化剂。二、催化性能评价:采用高压液相加氢反应考察不同催化剂的催化活性和对氯代硝基苯的选择性。在一定容积的高压釜内依次加入一定量的催化剂和反应物(氯代硝基苯),溶剂为无水乙醇,在一定压力和温度下进行加氢反应,通过釜内压力变化观察催化反应初始吸氢速率,并采用气相色谱分析产物,确定反应物的转化率和产物的选择性。结果表明,(1)相对于传统负载型Ni-B催化剂而言,在对氯硝基苯加氢反应中,以功能化介孔材料为载体制备的Ni-B负载型催化剂表现出良好的催化活性和优良的抗脱卤性质,显著提高对氯硝基苯加氢反应的活性及选择性;(2)采用软模板方法即利用表面活性剂自组装制备出高比表面积的中空形貌的Ni-B非晶态合金催化剂,在氯代硝基苯加氢反应中表现出更高的催化活性和选择性;三、催化性能与结构关系的研究根据催化剂的系统表征和加氢动力学的研究,对下列问题进行了研究:(1)以功能化修饰的介孔材料为载体时可进一步提高对氯硝基苯的活性和选择性,对脱卤具有很好的抑制作用,在抑制脱卤的同时,也能提高反应的活性,这可能归因于催化剂的活性位分布更均匀因而更有利于表面反应的进行,以及表面疏水性的提高有利于选择性的提高。(2)采用软模板方法即利用表面活性剂自组装制备出高比表面积的中空形貌的Ni-B非晶态合金催化剂,在氯代硝基苯加氢反应中表现出更高的催化活性和选择性,主要归因于中空Ni-B非晶态合金催化剂的空腔结构增加了催化剂比表面积,同时易于反应物的传输等。