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氮化物作为催化剂的研究进展

内容摘要：近年来,被誉为“准铂催化剂”的过渡金属氮化物因其优良的催化活性已受到世界各国学者的广泛关注。大量的研究表明,过渡金属氮化物在氨的合成与分解、加氢精制等许多涉氢反应中都表现出良好的催化活性。过渡金属氮化物的制备方法有高温法和程序升温氮化法,程序升温氮化法的显著优点是可以制备出高比表面积的金属氮化物。研究人员不仅对金属氮化物催化剂的制备方法进行了大量的研究,并且发现负载型金属氮化物具有负载量低、比表面积大等优点。因此,金属氮化物的负载化研究正成为目前的研究热点。

关键词：过渡金属、氮化物、催化剂、结构、性能、工业

Nitrideasacatalystresearchprogress

Grade:grade09AppliedChemistrySpecialtyName:HongHuaiyongnumber:122572009003

Abstract：Inrecentyears,knownasthePlatinumtransitionmetalnitridebecauseofitsexcellentcatalyticactivityhasbeensubjectedtoextensiveconcernofscholarsallovertheworld.Alargenumberofstudiesshowthat,transitionmetalnitrideinammoniasynthesisanddecomposition,hydrogenationandsomanywadinghydrogenreactionshowedgoodcatalyticactivity.Preparationoftransitionmetalnitridehashightemperaturemethodandtemperature-programmednitridation,temperature-programmednitridationmethodhastheadvantagesofpreparationofhighspecificsurfaceareaofthemetalnitride.Theresearchersnotonlyonthemetalnitridecatalystpreparationmethodwasstudied,andfoundthattheloadtypemetalnitridehavingloadlow,largespecificsurfaceareaandotheradvantages.Therefore,ametalnitrideloadresearchisbecomingtheresearchhotspotatpresent.

Keyword：Transitionmetal,nitride,catalyst,structure,performance,industry

引言

过渡金属氮化物是元素N插入到过渡金属晶格中所生成的一类金属间充型化合物，它兼具有共价化合物、离子晶体和过渡金属三种物质的性质，从而表现出优良的物理和化学性能。它作为一类具有很高硬度、良好热稳定性和抗腐蚀特性的新型功能材料，已经在各种耐高温、耐磨擦和耐化学腐蚀分机械领域得到应用。而且它在氨合成与分解、加氢脱硫／脱氮(HDS／HDN)、F-T合成等许多涉氢反应都具有优良的催化活性，不逊色于Pt和Rh等贵金属催化剂的性能，被誉为“准铂催化荆”。过渡金属氮化物作为一种有应用前景的新型加氢精制催化剂已引起人们的广泛关注，成为国际催化荆新材料领域的研究热点。本章概述了这一催化新材料的必威体育精装版研究进展。

1．过渡金属氮化物的结构和电子特征

过渡金属氮化物是一种间充化合物，是由于氮原子填隙似的融进过渡金属的晶格中形成的，它们倾向于形成组成可在一定范围内变动的非计量间隙化合物。其固态化学特征类似于纯金属，具有简单的晶体结构特征。其中的金属原子形成面心立方(fcc)，六方密堆结构(hcp)或简单六方(hex)，而N原子进入金属原子间的间隙位。一般情况下，N原子占据金属原子间最大的间隙位，如fcc和hcp中的八面体位，hex中的三棱柱位，如图1．1所示。过渡会属氮化物的晶体结构取决于这种化合物的几何性能和电子特性。几何因素以Hagg的经验规则为基础，即当非金属原子与金属原子的球半径L|：(hard-ballradii)小于0．59时，间