过渡金属氮化物制备方法及吸氢机理研究进展

介绍了过渡金属氮化物的制备方法,讨论了影响程序升温氮化法的因素：分析了过渡金属氮化物催化剂的吸氢活性、吸附机理。与传统的过渡金属硫化物催化剂相比具有更加优异的氢吸附、活化和转移能力,在加氢脱硫、加氢脱氮和其他涉氢反应中有着广泛的应用。

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20第 1 07,卷第 6期

化工生产与技术 Ce il r utnad eho g hmc o co cnl y aP d i n T o

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过渡金属氮化物制备方法及吸氢机理研究进展张新波张雅娟张斌秦永华工( .江医药高等专科学校，江宁波 3 5 0: 1浙浙 1 1 0 2浙江工业大学化学工程与材料学院，州 3 0 1 ) .杭 1 0 4摘要介绍了过渡金属氮化物的制备方法，论了影响程序升温氮化法的因素：析了过讨分渡金属氮化物催化剂的吸氢活性、附机理。与传统的过渡金属硫化物催化剂相比具有吸更加优异的氢吸附、化和转移能力，加氢脱硫、氢脱氮和其他涉氢反应中有着广泛活在加的应用。

关键词过渡金属；氮化物；备；氢；理；化剂制加机催

中图分类号 T 4 69 Q 2. 4

文献标识码 A

文章编号

10 .8 92 0 )60 4 . 0 662 (0 70—0 70 4

过渡金属氮化物是 N元素进入金属晶格内部形成的一类“间充型”合物。化由于氮元素的插入，晶格扩张，属的 d带空穴数增加，e能级降低，金 F mi使得金属氮化物的表面性质和催化性能类似于铂族贵

表面积仅有 1m/ 2g左右[ 8 ol 1。V pe和 B u at用程 o dr采

序升温 N,原合成的新鲜 T- o的比表面积高 H还 - 2 M N达 2 0m2g在空气中钝化后仍有 1 0m2g9 2/, 7/[]。12程序升温氮化法的影响因素 .

金属元素，其在氨合成与分解、加氢脱硫/氮脱(Ⅱ S})删 )等许多涉氢反应中显示了较高的催化活性【j文着重介绍了过渡金属氮化物的制备条 1。本 . 5件及吸氢机理。

利用程序升温氮化法制备高比表面积过渡金属氮化物的关键是如何保证反应按照“部规整反应”局 的方式进行。严格控制反应条件，基本不破坏氧化在物前驱体晶相结构的前提下使其以局部规整反应方

1制备11方法 .

式进行，以合成高比表面积金属氮化物。121氮化温度 ..

过渡金属氮化物制备方法有高温法和程序升温氮化法。 早期氮化物制备采用高温法。1

3 9 3年 Pu d将 fn

氮化温度对过渡金属氮化物局部规整化反应的程度有较大的影响 .通过程序升温反应制备金属氮化物的最终氮化温度是影响催化剂的结构和化学组

钨丝加热到 11 0 1 3 3~ 0℃ . MoC )或 w ( o 4使 (O c )等可挥发性化合物与氨气 ( )发生反应制得细 NH,等粉状的氮化物【 wa 6]。1 ma用激光束代替钨丝作为加

成的主要因素之一。 N gi aa等针对制备条件对金属氮化物活性中心密度的影响作了研究【l在不同的氮化温度 ( 7~ l。 0 731 7下，备出了一系列不同性质的氮化物， 13K)制如 T- oN, . 2 ,属钼和未转化的 Mo 2现 - 2 MoN 7金 M 8 O。发

热源，在低压氮气或氨气中将金属加热蒸发成气体制得粒度为 2 1 l~ 0 n的金属氮化物川 n。但是，此法不易控制，量也低，产限制了金属氮化物的广泛应用。 程序升温氮化法是指在还原气氛 ( H,H: N,和

在低温 (于 8 0 K)应中主要生成 T- 2随着低 0反 - N, Mo氮化温度的升高 y Mo逐渐转化成』 Mo - 2 N B:蔼和— N

N混合气等 ),照设定的程序来升温氮化氧化：中按物前驱体，备过渡金属氮化物。序升温氮化法的制程优点是可以制备出高比表面积的金属氮化物。1 7 91年Tt oh等首次报道了在 6 0 8 0o采用程序升温 0 0 C.氮化法用 NH将金属 Mo还原生成 y M 2, - o N,但比收稿日期：Or O— 5 2 0— 8 1 7

钼金属。因此，选择合适的反应温度对于制备高比表面积的过渡金属氮化物是非常重要的。温度过低， M O不能被完全氮化；度过高，仅 y Mo容 o3温不 - 2 N

易烧结使比表面积大大降低，而且由于深度还原，还会生成大量的 M N和金属钼杂质。 o