用於鹼性製氫電解槽的雷尼鎳正電催化劑

鹼性製氫電解槽中最常用的普通催化劑是雷尼鎳。 今天,我們要簡要介紹雷尼鎳的起源,生產和加工。

Black Raney Nickel powder placed on white tabletop
雷尼鎳的起源
  • 1897年,法國化學家保羅·薩巴蒂耶 (Paul Sabatier) 發現痕量鎳 (非常少量,意味著物質的量少於百萬分之一) 可以催化有機物質的氫化。 隨後,鎳被用於許多有機物質的氫化。
  • 自20世紀20年代以來,美國工程師Murray Raney一直致力於尋找更好的加氫催化劑。
  • 1924年,雷尼 (Raney) 使用鎳/矽的1:1比例的混合物,用氫氧化鈉處理,矽和氫氧化鈉反應掉,形成多孔結構。
  • 雷尼發現,這種催化劑對棉籽油加氫的催化活性是普通鎳的5倍。
  • 然後Rainey使用鎳/鋁的合金以1:1的比例製造催化劑,發現所得催化劑的活性甚至更高,並獲得了專利1926年。
  • 現在,1:1比仍然是Raney鎳生產的首選合金比。
雷尼鎳部分理化性質規格錶
外觀和屬性 銀白色硬質金屬
主要成分 純鎳
酸鹼度 7
熔點 (°C) 1453
沸點 (°C) 2732
分子式 Ni
分子量 58.70
燃燒熱 (kJ/mol) 不可用
相對密度 (水 = 1) 8.90
相對蒸汽密度 (空氣 = 1) 不可用
飽和蒸氣壓 (kPa) 0.13 (1810 °C)
蘭尼鎳的生產

在商業上,生產雷尼鎳所需的鎳鋁合金是通過在熔爐中熔化催化活性金屬鎳和鋁而獲得的熔體。 然後淬火並冷卻熔體。 之後,將熔體粉碎,最後變成均勻的雷尼鎳細顆粒。

將雷尼鎳附著到電極網上的工藝介紹

為了將雷尼鎳附著到電極網上,通常使用以下方法: 熱噴塗,等離子噴塗以及輥塗和煅燒。

  • 熱噴塗

    熱噴塗是通過高溫熱源 (電弧,等離子噴塗,燃燒火焰等) 將材料加熱至熔融的表面精加工過程,並且通過高速氣流將材料的半熔融狀態霧化,並噴塗在純化和粗糙化的零件的表面上,形成稱為噴塗層的表面光潔度。

    噴塗合金顆粒受熱加速,在衝擊基體表面的過程中形成塗層,呈熔融狀態或高塑性形狀的粉末顆粒,以一定的飛行速度衝擊基體並與基體相互作用。 這是形成塗層的重要階段。

    大致的工藝一般是: 噴塗預處理 (清洗、粗糙化、去應力等) → 噴塗底漆 (有些不需要) → 噴塗層。

  • 等離子噴塗

    直流驅動等離子弧作為熱源,將材料加熱到熔融或半熔融狀態,高速噴塗到預處理工件表面,形成牢固附著的表面塗層,原理上也是熱噴塗的一種。

    近似工藝一般為: 工件預處理 → 選擇合適的等離子 → 調整電弧功率 → 供粉 → 調整噴塗距離和噴塗角度 → 調整噴槍與工件的相對運動速度 → 控制基體溫度。

  • 輥塗 & 煅燒

    將鎳基合金塗層施加到電極材料上,以形成厚度均勻的合金塗層,隨後通過在惰性氣體 (以避免氧化) 環境下煅燒來獲得塗層。

3 rectangular woven mesh samples are placed in different positions.

雷尼鎳噴塗後的鎳編織網可以提高表面吸附和製氫效率,現在受到大多數客戶的青睞。 如果您想了解更多相關內容,可以聯系我們