Raneyニッケル-アルカリ水素生産電解装置のための通常の触媒

最も一般的に使用される通常の触媒アルカリ水素生产電解工Raneyニッケルです。 今日は、ラネーニッケルの起源、生産、加工を簡単に紹介したいと思います。

Black Raney Nickel powder placed on white tabletop
ラニーニッケルの起源
  • 1897年、フランスの化学者Paul Sabatierは、微量のニッケル (非常に少量、つまり100万分の1未満の物質の量) が有機物質の水素化を触媒できることを発見しました。 その後、ニッケルは多くの有機物質の水素化に使用されました。
  • 1920年代以来、アメリカのエンジニア、マレー・ラニーは、水素化のためのより良い触媒を見つけるために働いていました。
  • 1924年、ラニーはニッケル/シリコンの混合物を1:1の比率で使用し、これを水酸化ナトリウムで処理し、シリコンと水酸化ナトリウムを反応させて多孔質構造を形成しました。
  • Raneyは、この触媒が綿実油の水素化に関して通常のニッケルよりも5倍触媒活性があることを発見しました。
  • 次に、レイニーは、比率が1:1のニッケル/アルミニウムの合金を使用して触媒を製造し、得られた触媒がさらに活性であることを発見し、1926年に特許を取得しました。
  • ここで、1:1の比は、ラネーニッケル製造のための好ましい合金比のままである。
ラニーニッケル部分物理化学的特性仕様表
外観 & プロパティ シルバーホワイトのハードメタル
主な成分 純粋なニッケル
PH 7
融点 (℃) 1453
沸点 (℃) 2732
分子式 Ni
分子量 58.70
燃焼の熱 (kJ/mol) 利用できません
相対密度 (水 = 1) 8.90
相対蒸気密度 (Air = 1) 利用できません
饱和蒸気圧力 (kPa) 0.13 (1810 °C)
Raneyニッケルの生产

商業的には、ラネーニッケルの製造に必要なニッケル-アルミニウム合金は、触媒活性金属ニッケルとアルミニウムを炉内で溶融させて得られる溶融物です。 次に、溶融物をクエンチして冷却する。 その後、溶融物を粉砕すると、最終的にラニーニッケルの均一な微粒子になります。

Raneyニッケルを電極メッシュに取り付けるプロセスの紹介

ラニーニッケルを電極メッシュに取り付けるには、一般的に次の方法が使用されます: 溶射、プラズマスプレー、およびロールコーティングと焼成。

  • 熱スプレー

    サーマルスプレーは、高温の熱源 (アーク、プラズマスプレー、燃焼炎など) によって材料を加熱して溶融させる表面仕上げプロセスです。そして材料の半溶融状態は高速気流によって霧化され、スプレーコーティング層と呼ばれる表面仕上げを形成するために浄化され、粗くされた部品の表面にスプレーされます。

    コーティング層を形成するために基板の表面に衝撃を与える過程で、熱によって加速された合金粒子をスプレーすると、粉末粒子の溶融状態または高プラスチック形状が基板に一定の飛行速度の衝撃を与え、基板と相互作用します。 これは、コーティング層の形成において重要な段階である。

    おおよそのプロセスは一般的に: スプレー前処理 (洗浄、粗面化、ストレス除去など) → スプレープライマー (いくつかは必要ありません) → スプレーコーティング層。

  • プラズマスプレー

    DC駆動プラズマアークは、材料を溶融または半溶融状態に加熱するための熱源として使用され、前処理されたワークピースの表面に高速でスプレーして、しっかりと取り付けられた表面コーティング層を形成します。原理的には一種の溶射。

    おおよそのプロセスは、一般的に、ワークピースの前処理 → 適切なプラズマの選択 → アークパワーの調整 → 供給パウダー → スプレー距離とスプレー角度の調整 → スプレーガンとワークピースの相対移動速度の調整 → 基板の温度。

  • ロールコーティング & Calcination

    ニッケルベースの合金コーティングが電極材料に適用されて均一な厚さの合金コーティングが形成され、その後、コーティングは (酸化を避けるために) 不活性ガス環境下での焼成によって得られます。

3 rectangular woven mesh samples are placed in different positions.

ニッケル織りメッシュ後ラニーニッケルスプレーは表面吸着と水素生産効率を向上させることができ、現在では大多数のクライアントに支持されています。 関連するコンテンツについてもっと知りたい場合は、お問い合わせをご利用いただけます。