环保催化与环境友好催化技术模板
环境保护环境友好催化技术浅谈1
环境友好技术浅谈一、前言自20世纪70年代提出消除环境污染以来，全世界都做了很多努力，如美国专门设立了总统奖励，鼓励保护环境的创新技术和产品。
自1996年创办以来，美国总统绿色化学挑战奖(The Presidential Green Chemistry Challenge Awards PGCC奖)始终致力于促进环境友好的化学品和化学工艺的创新。
今年是该奖项的第14次颁奖，累计己有72个项日获得该项殊荣[1]。
据统计，1987～1991年，世界的生产水平只提高了10%，而同期对空气、水源和土地的污染排放，整体降低了41%。
尽管如此，还不能达到环境友好的要求。
环境友好加工要求为：极高的转化率；接近100%的选择性；污染物的浓度必须降低至10-6级或零排放。
这对一些应用科学，如工业催化、反应工程学和反应器设计等工程技术，提出了更高的要求[2]。
二、“绿色化学”与“原子经济性”绿色化学与技术是当今国际化学科技的前沿，其核心是利用化学原理从源头上根除化学工业对环境的污染。
绿色化学与技术的理想是采用“原子经济”反应，即原料中的每一原了转化成产品，不产生任何废物和副产品，实现废物的“零排放”，同时也不采用有毒、有害的原料、催化剂和溶剂，并生产环境友好的产品[3]。
绿色化学是20世纪末崛起的一门新兴学科，相对于传统化学它是未来化学化工发展的主要方向之一。
它的英文名字为Green Chemistry，又有人称之为环境无害化学(Environmentally Benign Chemistry)、环境友好化学(Environmentally Friendly Chemistry)、清洁化学(Clean Chemistry)。
它的定义是，利用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康和生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂产物及副产物等的使用和产生。
发展“绿色化学”技术的思想首先在欧美国家生。
1995年，美国设立“总统绿色化学挑战奖”，并设专门机构推动其发展。
环境友好型催化剂的开发与应用
环境友好型催化剂的开发与应用在当今社会，随着工业化进程的加速和人们对环境保护意识的不断提高，开发和应用环境友好型催化剂已成为化学领域的一个重要研究方向。
环境友好型催化剂不仅能够提高化学反应的效率和选择性，还能减少对环境的污染和资源的浪费，为实现可持续发展目标发挥着关键作用。
一、环境友好型催化剂的定义和特点环境友好型催化剂，顾名思义，是指那些在化学反应中具有高活性、高选择性，同时对环境无害或危害极小的催化剂。
与传统催化剂相比，它们具有以下显著特点：1、高效性：能够在较低的温度、压力等条件下促进化学反应的进行，提高反应速率和产率。
2、选择性：可以精准地控制反应的方向，生成特定的产物，减少副反应的发生，从而降低废弃物的产生。
3、可再生性：在使用后能够通过一定的方法进行回收和再生，延长其使用寿命，降低成本。
4、环境相容性：不含有毒有害物质，在反应过程中不会产生新的污染物，对生态环境友好。
二、常见的环境友好型催化剂1、酶催化剂酶是生物体内产生的具有催化作用的蛋白质，具有极高的催化效率和选择性。
由于酶在温和的条件下就能发挥作用，如常温、常压和近中性的 pH 值，因此被广泛应用于食品、制药、环保等领域。
例如，在废水处理中，利用特定的酶可以分解有机污染物，将其转化为无害物质。
2、纳米催化剂纳米材料由于其独特的物理和化学性质，在催化领域展现出巨大的潜力。
纳米催化剂具有比表面积大、活性位点多等优点，能够显著提高催化性能。
例如，纳米金、纳米铂等贵金属纳米粒子在催化加氢、氧化等反应中表现出色。
3、固体酸/碱催化剂传统的液体酸/碱催化剂在使用过程中存在腐蚀设备、难以回收等问题。
而固体酸/碱催化剂，如沸石分子筛、固体超强酸等，具有易于分离、可重复使用等优点，在酯化、醚化等反应中得到了广泛应用。
4、光催化剂光催化剂能够利用光能来驱动化学反应。
常见的光催化剂如二氧化钛，在光照条件下可以分解有机污染物、产生氢气等。
光催化技术在环境保护和能源领域具有广阔的应用前景。
环境保护环境友好催化技术浅谈1
环境保护环境友好催化技术浅谈1环境保护：环境友好催化技术浅谈在当今社会，环境保护已经成为了全球关注的焦点话题。
随着工业化进程的加速和人类活动的不断扩展，环境问题日益严峻，如大气污染、水污染、土壤污染等，给人类的生存和发展带来了巨大的挑战。
为了实现可持续发展，减少环境污染，环境友好催化技术应运而生，并在环境保护领域发挥着越来越重要的作用。
环境友好催化技术是指在化学反应过程中，通过使用高效、选择性好、可重复使用且对环境无害的催化剂，来降低反应条件、提高反应效率、减少副产物的生成，从而实现节能减排和减少环境污染的目的。
与传统的化学工艺相比，环境友好催化技术具有显著的优势，它能够有效地降低能源消耗和原材料的浪费，减少有害物质的排放，提高生产过程的经济性和环境友好性。
在大气污染治理方面，环境友好催化技术有着广泛的应用。
例如，汽车尾气中的氮氧化物（NOx）和一氧化碳（CO）是主要的大气污染物之一。
通过使用催化转化器，可以将这些有害物质转化为无害的氮气（N₂）、二氧化碳（CO₂）和水（H₂O）。
其中，常用的催化剂有铂（Pt）、钯（Pd）和铑（Rh）等贵金属，它们能够在较低的温度下促进反应的进行，有效地降低汽车尾气的污染排放。
此外，在工业废气处理中，催化氧化技术也被广泛应用于去除挥发性有机物（VOCs）。
通过选择合适的催化剂，可以将 VOCs 氧化为二氧化碳和水，从而达到净化废气的目的。
在水污染治理方面，环境友好催化技术同样发挥着重要的作用。
例如，高级氧化技术（AOPs）就是一种基于催化反应的水污染治理方法。
通过使用催化剂，如二氧化钛（TiO₂），在紫外线的照射下产生强氧化性的自由基，能够将水中的有机污染物分解为无害的物质。
此外，催化还原技术也可以用于去除水中的重金属离子，如六价铬（Cr(VI)）。
通过使用还原剂和催化剂，可以将 Cr(VI)还原为毒性较低的三价铬（Cr(III)），从而降低水污染的危害。
在土壤污染治理方面，环境友好催化技术也为解决这一难题提供了新的思路和方法。
环境友好催化-2012
⑵ 绿色催化剂的选择性
Dupont 公司的晶格氧—丁烷选择氧化制 顺酐的工艺, 使顺酐的选择性从45 %～50 %提
高到70 %～75 % ,被誉为对环境友好的催化过
程。
⑶ 采用无毒无害的催化剂
以苯为原料制备己
内酰胺的传统和
新工艺路线比较
⑷ 现有化工生产工艺的绿色化
a. 现有化工生产工艺的绿色化对企业显得非常迫切
1.2 改性介孔分子筛催化 聚烯烃类废塑料裂解反应
1.2.1 选题背景及工作设想
我国2000万吨/年 全球最大的市场 和再生利用的国家
生物降解性能差 （尤其是聚烯烃类）
造成严重的环境污染 巨大的资源浪费
废塑料 废塑料
废塑料
废塑料作为一种新资源 必须充分加以回收利用
(1)选题背景
目前对废塑料的回收利用可分为四级：
4. 绿色催化在绿色化学与技术中的定位和机遇
1）绿色催化的定义
从狭义上讲
在现有生产过程中的某一具体环节的催化的绿
色化即采用无毒无害催化剂,如钛硅分子筛法制环己
酮肟工艺所用的催化剂,都属于绿色化学和技术研究
中催化范畴,有时候称属于绿色催化范畴。
广义上
首先指的是现有生产工艺所有环节的催化剂绿色化
及其催化性能研究
1.改性介孔分子筛的合成
及其催化性能研究
1.改性介孔分子筛的合成 及其催化性能研究
1.1 改性介孔分子筛的合成及其表征 1.2 改性介孔分子筛催化聚烯烃类
废塑料裂解反应
1.3 改性介孔分子筛催化松节油水合反应 1.4 超临界二氧化碳下催化松节油水合反应 1.5 改性介孔分子筛催化松油醇酯化反应 1.6 改性介孔分子筛催化松香二聚反应
环境友好型催化剂的设计与开发
环境友好型催化剂的设计与开发催化剂在许多化学工业过程中起着至关重要的作用。
然而，传统的催化剂往往具有环境污染和资源消耗的问题，因此，设计和开发环境友好型催化剂是当前研究的热点之一。
本文将着重探讨环境友好型催化剂的设计原则、发展趋势以及相关的研究成果。
设计环境友好型催化剂的第一原则是降低或消除有毒重金属的使用。
传统的催化剂往往使用含有铂、钼、铑等金属的化合物作为活性成分，这些重金属在催化反应过程中不仅容易引起环境污染，还存在资源匮乏的问题。
因此，研究人员开始探索替代性的催化剂，如非贵金属催化剂、过渡金属催化剂等。
这些催化剂不仅具有类似的催化活性，而且能够降低对昂贵和有限资源的依赖，从而实现环境友好型催化剂的设计与开发。
其次，在设计环境友好型催化剂时，需要考虑选择和设计合适的载体材料。
传统的催化剂往往使用氧化铝、二氧化硅等固体粒子作为载体，但这些材料在制备过程中消耗大量的能源，同时也会产生大量的废水和废气，对环境造成严重影响。
因此，研究人员开始探索使用新型的载体材料，如金属有机骨架材料、生物基材料等。
这些新型载体不仅能够提供催化活性位点，还能够降低制备能耗和废物产生，实现环境友好型催化剂的设计与开发的目标。
此外，环境友好型催化剂的设计还需要考虑反应条件的优化。
传统的催化剂往往需要严苛的反应条件，如高温、高压等，这会导致能源的大量消耗和环境的污染。
因此，研究人员开始研究和开发新型的催化剂，能够在温和条件下实现高催化活性和高选择性。
例如，开发利用可再生资源作为原料的催化剂，如生物质催化转化技术、太阳能光催化技术等，这些技术能够实现能源的可持续利用，减少对化石能源的依赖。
在环境友好型催化剂的设计与开发过程中，合理的催化剂表面结构设计也是关键的一步。
催化剂的活性位点分布和表面形貌能够直接影响其催化性能。
因此，通过调控催化剂的晶结构、表面性质以及杂质元素的掺杂等手段，可以有效提高催化剂的活性和稳定性。
例如，设计具有高表面活性位点密度的纳米催化剂、调控催化剂的晶面、形貌和尺寸等。
环境保护环境友好催化技术浅谈1
环境保护环境友好催化技术浅谈1环境保护：环境友好催化技术浅谈在当今社会，环境保护已经成为了全球关注的焦点话题。
随着工业化进程的加速和人类活动的日益频繁，环境问题愈发严峻，给地球的生态平衡和人类的可持续发展带来了巨大的挑战。
在众多应对环境问题的策略中，环境友好催化技术正逐渐崭露头角，成为解决环境污染、实现绿色发展的重要手段之一。
环境友好催化技术，顾名思义，是指那些能够在化学反应中提高反应效率、减少副产物生成、降低能源消耗，并对环境产生最小负面影响的催化方法。
它涵盖了广泛的领域，包括化学工业、能源生产、废气废水处理等，为解决各种环境问题提供了有力的支持。
在化学工业中，传统的生产工艺往往伴随着大量的废弃物和污染物排放。
例如，某些有机合成反应需要高温高压的条件，不仅能耗高，而且容易产生有毒有害的副产物。
而环境友好催化技术的应用，可以改变反应的路径和条件，使得反应在更温和的条件下进行，从而减少能源消耗和污染物的生成。
例如，使用新型的固体酸催化剂可以替代传统的液体酸催化剂，在提高反应选择性的同时，避免了液体酸带来的设备腐蚀和环境污染问题。
能源生产是另一个环境友好催化技术发挥重要作用的领域。
随着全球对清洁能源的需求不断增长，燃料电池、太阳能电池等新能源技术的发展备受关注。
在燃料电池中，催化剂对于提高电池的性能和稳定性至关重要。
目前，研究人员正在致力于开发高效、低成本且环境友好的催化剂，以推动燃料电池的大规模应用。
此外，在太阳能转化为化学能的过程中，催化技术也能够促进光催化反应的进行，提高太阳能的利用效率。
废气废水处理是环境保护中的重要环节，而环境友好催化技术在这方面也有着出色的表现。
对于废气中的有害气体，如氮氧化物、二氧化硫等，可以通过催化氧化或还原反应将其转化为无害物质。
在废水处理中，催化降解技术能够有效地分解有机污染物，使其转化为二氧化碳和水等无害物质。
例如，利用光催化技术处理印染废水，可以在常温常压下将染料分子分解，达到净化水质的目的。
环境友好型催化剂的开发与应用
环境友好型催化剂的开发与应用催化剂作为化学反应中的重要角色，在促进反应速率、提升产物纯度等方面发挥着重要的作用。
然而，传统的催化剂常常存在资源消耗大、毒性高、寿命短等弊端，对环境和人类健康带来一定的风险。
为了解决这些问题，研发环境友好型催化剂成为了当前催化科学领域的热点之一。
本文将围绕环境友好型催化剂的开发与应用展开讨论。
一、复合催化剂的开发为了提高催化剂的效能和稳定性，科研人员开始将不同催化剂复合起来制备复合催化剂。
例如，金属催化剂与非金属催化剂的复合，可以通过相互协同作用，提高催化剂的活性和选择性。
同时，合理设计复合催化剂的微观结构和纳米尺度的组成，也可以调控反应的速率和产物分布。
这种复合催化剂的开发不仅可以提高催化剂的效能，同时降低了对稀有金属等资源的需求，减少了环境的负担。
二、生物催化剂的开发生物催化剂是指利用生物体内具有催化活性的酶等分子开展催化反应的催化剂。
相比于传统的化学合成方法，生物催化剂具有底物选择性高、速率快、反应条件温和等优点。
此外，生物催化剂的制备通常利用生物发酵和基因工程等技术，使用的原料来源广泛、工艺简化，可有效减少环境污染物的产生。
因此，生物催化剂的开发和应用成为了绿色催化剂领域的重要研究方向。
三、可再生催化剂的开发可再生催化剂是指能够通过再生技术进行循环利用的催化剂。
传统的催化剂在反应过程中往往会遭受失活和毒性污染等问题，导致其在反应中的稳定性下降。
而可再生催化剂的开发，则是通过定期或不定期地对催化剂进行再生处理，使其恢复到原有的催化活性。
这种可再生催化剂不仅能够减少资源的消耗，同时也减少了废弃催化剂对环境的污染。
四、绿色催化剂的应用环境友好型催化剂的研发为绿色化学和可持续发展提供了有力的支持，同时也在诸多领域展示了其广阔的应用前景。
例如，在有机废水处理中，绿色催化剂可以对有机废水中的有害物质进行高效降解，达到处理废水和保护环境的双重目的。
此外，绿色催化剂还可以用于新能源领域的电催化反应、CO2的转化和药物合成等方面，为推动相关科技的发展起到重要推动作用。
环境保护催化技术
TiO2 和钙钛矿结构的材料已经受到人们越来越多 的重视。 目前的研究都是用汞灯等作为激发光源,由于其成 本高等原因, 故很难实现光催化氧化反应的工业化。 对光催化反应加外场的研究是最近几年才开始的, 比如光催化材料在电场、微波、超声波的作用下 光催化能力得到了很大的改善,
二、催化材料在环境保护中的应用 研究进展
3、光催化材料的发展方向和应用前景
• 从目前的情况来看, 光催化氧化技术具有 很好的应用前景和巨大的发展潜力。但是 由于该方法是近十几年才发展起来的, 许多 方面的研究还不是很成熟, 故大量的研究只 是停留在实验室阶段。其中西方和日本的 起步较早,我国是最近几年才开始重视和开 展关于光催化氧化反应的工作。 • 光催化材料的研究趋势主要集中在以下 几料制成薄膜或附载于其它材料 表面进行光催化反应, 主要是针对悬浮相体 系的分离和回收困难而设计的。一般光催 化材料的载体有玻璃球、沙粒、陶瓷、硅 藻土或反应器的内表面等。附载后的材料 光催化活性降低,但反应能连续进行, 操作稳 定, 无后期回收处理的困难, 有实际应用意 义。因此目前主要是研究固定相体系结构。
对光催化反应加外场的研究是最近几年才开始的比如光催化材料在电场微波超声波的作用下光催化能力得到了很大的改善二催化材料在环境保护中的应用研究进展环保催化材料是指用直接或间接的方法处理有毒有害物质使之无害化或减量化以保护和改善周围环境所用的催化剂
环境保护催化技术
班 级：
小组成员：
一、光催化材料在环境保护中的应 用研究
• 1、环境保护催化材料的定义 • 环保催化材料是指用直接或间接的方法处理有 毒、有害物质，使之无害化或减量化，以保护和 改善周围环境所用的催化剂。环保催化剂的范畴 从广义上讲，可以认为是对环境保护有益的所有 催化剂，包括不要或不产生有害副产物的催化合 成过程；从狭义上讲，就是与温室效应、臭氧层 破坏、酸雨范围的扩大化及水体污染等的改善所 涉及的催化剂种类。
催化技术与环境保护
金属氧化物催化剂的研究
金属氧化物催化剂在许多化学反应中都表现出良好的活性，如氧化、还原、脱氢 等。研究者们通过调控金属氧化物的组成和结构，优化其活性、选择性和稳定性 。
催化技术的分类
根据催化剂的化学性质和反应类型的不同，催化技术可以分 为均相催化、多相催化、电化学催化等几大类。
催化技术的工业应用
1 2 3
炼油工业
在炼油工业中，催化技术被广泛应用于石油的 裂解、重整和异构等过程，以提高石油产品的 质量和产量。
化工工业
在化工工业中，催化技术被广泛应用于有机合 成、无机合成、生物合成等领域，生产出各种 高附加值的化学品。
研究新的催化反应路径，优化反应条件，实现高效、环保的催化 过程。
催化技术在环境保护中的前景展望
要点一
广泛应用于污染治理
通过提高催化剂性能和降低成本，催 化技术在废气、废水治理等领域的应 用将更加广泛。
要点二
发展绿色能源催化转 化技术
利用催化技术将太阳能、生物质能等 转化为清洁能源，实现能源的可持续 利用。
有害物质转化为无害物质。
大气污染控制
03
催化技术可以用于城市燃气的脱硫脱硝，改善城市空气质量。
催化技术在废水处理中的应用
有机废水处理
催化氧化技术可以将废水中的有 机污染物氧化成无害物质，如臭 氧催化氧化、光催化氧化等。
重金属废水处理
通过催化还原技术将废水中的重 金属离子还原成无害状态，如催 化还原沉淀法、催化还原萃取法 等。
随着环境保护意识的提高和对能源需求的增加，催化技术在环境 治理和能源转化领域的应用越来越广泛，研究也更加深入。
催化与环境友好过程
264 t 液体废料。 另一种优良的沸石 结构催化剂为 钛硅沸石 T S- 1, 于 1983 年被首次合成。这种催化剂可使 催化反应具有高选择性及自身可再生性 , 故已广 泛应用于很多选择氧化反应的研究, 尤其可与具 有环境友好特性的氧化剂 H 2 O2 ( H 2 O2 氧化后产 物为 H 2 O) 形成 T S - 1/ H 2 O2 催化氧化体系
第1期
姚培洪等
催化与环境友好过程
63
催化烃类异构化反应、 烷基化反应等。例如以铁 及镁为助剂的 ZrO2 / SO2催化剂, 可用于正丁烷 4 在室温下异构化为异丁烷 , 该催化剂可在空气中 焙烧再生。这种硫酸盐氧化物很可能 取代液体 超强酸催化剂。 固体碱通常包括碱金属氧化物、 碱土金属氧 化物、 阴离子交换树脂、 过渡金属氧化物、 固体超 强碱及 沸 石等。固 体超 强碱 通 式为 M/ MOH/ Al2 O 3 , 其中 M 代表 L i, Na, K, Rb 及 Cs。一些固 体超强碱已成功地 商业化。沸石是本 征的酸催 化剂 , 当碱金属阳离子如 K + 、 Rb+ 、 Cb+ 交换进入 沸石骨架, 则表现出碱 性催化, 其催化 活性通常 较低。另一类固体超强碱为载于沸石 上的金属 氧化物簇
PET ROCH EMICAL T ECH NOLOGY & APPL ICAT ION
催化与环境友好过程
姚培洪* 蒋满俐
( 兰州化学工业公司化工研究院 , 兰州 , 730060)
摘要 关键词 分类号
介绍了几类催化环境友好过程 , 其中包括 : 固体酸、 碱催化 ; 以水 为溶剂 的均相 催化及 不对称 催化 X38 环境友好过程 固体酸 沸石 均 相催化 不对称催化
环境友好催化技术发展趋势
环境友好催化技术发展趋势近年来，随着环境保护意识的增强，环境友好催化技术的发展趋势备受关注。
这些技术可以有效地减少污染物的产生和排放，降低能源消耗，为可持续发展作出贡献。
本文将从三个方面探讨环境友好催化技术的发展趋势。
绿色催化剂的研究和应用是环境友好催化技术发展的重要方向。
传统的催化剂常常依赖于稀有金属和有毒物质，对环境造成较大的污染。
而绿色催化剂采用可再生材料，如金属氧化物、有机酸等，具有良好的催化性能和环境适应性。
例如，钒基催化剂在氮氧化物催化还原反应中表现出良好的选择性和稳定性，可以有效地减少大气污染物的排放。
此外，生物催化剂也是绿色催化剂领域的研究热点，通过利用酶的催化活性，可以实现废水处理、生物燃料电池等环境友好的应用。
多相催化技术的发展对环境友好催化技术的推广起到了重要作用。
多相催化是指催化剂和反应物处于不同相态的反应过程。
与传统的单相催化相比，多相催化技术具有更高的催化效率和选择性，同时能够降低催化剂的使用量和能源消耗。
例如，固体酸催化剂可以用于生物质转化为高附加值化学品的反应中，不仅可以提高反应效率，还可以减少污染物的生成。
此外，多相催化技术还可以应用于废水处理、废弃物转化等领域，为环境保护提供有效的解决方案。
纳米催化技术的发展是环境友好催化技术的重要方向之一。
纳米催化剂具有较高的比表面积和丰富的活性位点，能够提高催化反应的效率和选择性。
此外，纳米催化剂还可以通过调控其形貌和结构，实现对催化反应的精确控制。
例如，纳米金催化剂在二氧化碳转化为有机化合物的反应中表现出良好的催化性能，可以有效地减少二氧化碳的排放和利用。
此外，纳米催化技术还可以应用于汽车尾气净化、新能源开发等领域，为环境保护和可持续发展作出贡献。
环境友好催化技术的发展趋势包括绿色催化剂的研究和应用、多相催化技术的推广以及纳米催化技术的发展等方面。
这些技术的发展将有助于减少污染物的产生和排放，降低能源消耗，为环境保护和可持续发展做出贡献。
基于多相催化的环境友好合成方法
基于多相催化的环境友好合成方法随着人们对环境友好和可持续发展的关注日益增加，绿色合成方法成为了化学领域的研究热点。
在这个背景下，多相催化技术成为一种备受关注的环境友好合成方法。
本文将介绍多相催化技术的基本原理、优势以及在环境友好合成中的应用。
1. 多相催化技术的基本原理多相催化技术是指在反应中使用两个或多个不同相的催化剂，其中一个催化剂为固体相（如金属或金属氧化物），另一个为液体相（如溶液）。
这种系统能够提供更大的反应界面，增加反应物与催化剂之间的接触面积，提高反应效率。
2. 多相催化技术的优势多相催化技术相比传统的单相催化技术具有许多优势。
首先，多相催化技术可以提高反应的选择性，减少副产物的生成。
这是因为在多相催化体系中，反应物分子更容易与催化剂相互作用，而不容易与其他分子相互作用。
其次，多相催化技术可以提高反应的效率，降低反应的温度和压力要求，减少能源消耗。
此外，多相催化技术能够减少环境污染物的产生，有利于环境保护。
3. 多相催化技术在环境友好合成中的应用多相催化技术在环境友好合成中得到了广泛的应用。
首先，多相催化技术在有机合成中具有重要作用。
通过选择合适的催化剂和反应条件，可以实现高效、高选择性的有机合成反应。
其次，多相催化技术在能源领域也有广泛应用。
例如，将多相催化技术应用于水氧化反应中，可以实现高效的水分解产氢。
此外，多相催化技术还可以应用于环境清洁技术的开发中，如废水处理、大气污染物的去除等。
综上所述，多相催化技术是一种环境友好的合成方法，具有高效、高选择性和低污染的特点。
在当前环境保护和可持续发展的背景下，多相催化技术将在多个领域得到更广泛的应用。
我们有理由相信，随着多相催化技术的不断发展和创新，将会有更多的环境友好合成方法得以实现，为人类创造一个更清洁、更可持续的未来。
(文章字数：393字)。
第九章环境保护催化与环境友好催化技术
Pd : 起燃活性好、热稳定性高， 能有效促进CO、HC转化 但铅和硫比较敏感 高温下会与Pt、Rh形成合金，阻碍Rh的活性。 三种贵金属的催化作用是相互协调的，互补的！
三效催化剂的失活 实际工况：复杂（温度、空速、组成、流动条件等） 失活类型 可逆：通常在低温条件下 不可逆：通常在高温条件下，中毒
自称封闭系统，与环境无相互作用 无任何污染转移 用于高有机含氮、氨体系，可回收机械能， 当COD达到20000mg/L时，不需要任何辅助燃料 对比其他热氧化法，燃料消耗很少，节能！ 20
21
CWAO：（ Catalystic wet Air Oxidation—催化湿空气氧化法) CWAO和WAO流程
臭氧层的破坏 O3 FR FRO O2
FRO O FR O2
地球上有大量氯氟烃化合物（氯苯、氯代酚、氟利昂等）
CCl3F h CL C Cl2F
CL O3 ClO O2
6
7
涂 层: 具有高比表面的无机氧化物涂层 20-100m2/g
也叫第二载体（真正的核心技术所在）
常用Al2O3、SiO2、MgO、CeO2、ZrO2等及复合物 对涂层的要求
1) 有较高的热稳定性
2）增强涂层中某重要组分的热稳定性 如AI2O3 3）协助或改善催化组分的功能
CeO2、ZrO2 、La2O3是首选的涂层辅助材料 CeO2 ：良好的储氧化合物 ZrO2 ： 可与CeO2形成固溶体提高热稳定性 La2O3 ：改善Pd的催化性能，增加NO吸附，促进CO
蜂窝状催化剂应用广泛
15
16
17
18
19
5.3 工业废液的催化净化技术（CWAO） 废水污染：量极大、污染物复杂( 见图5-3） 催化处理：坚持4R原则
第五章(2)-环境友好催化技术举例
u纳米TiO光催化剂简介※2u纳米TiO光催化剂的制备※LUMOØ光催化技术的发展历史ØTiO光催化剂的优点2ØTiO 2光催化材料的特性优缺点ØTiO光催化剂的催化机理2半导体的能带结构半导体存在一系列的满带，最上面的满带成为价带（valence band，VB）存在一系列的空带，最下面的空带称为导带（conduction band，CB）；价带和导带之间为禁带。
当用能量等与或大于禁带宽度（E）的光照射时，半导g体价带上的电子可被激发跃迁到导带，同时在价带上产生相应的空穴，这样就在半导体内部生成电子（e-）—空穴（h+）对。
Ø半导体价带的光激发空气和溶液中通常是氧固体中的光激发和脱激过程Ø光生电子—空穴对的氧化还原机理还原反应ØTiO 2光催化活性的光催化的影响因素l TiO 2晶体结构的影响在TiO 2的三种晶型锐钛矿、金红石和板钛矿中，锐钛矿表现出较高的活性，原因如下：l TiO表面结构的影响2光催光催化过程主要在催化剂表面发生，对于单纯的TiO2化剂，影响其光催化剂，影响其光催化活性的表面性质如下：l 离子掺杂修饰掺杂离子提高TiO 2光催化效率的机制可以概括为以下几个方面：氮掺杂的二氧化钛带隙结构l表面螯合及衍生作用表面衍生作用及金属氧化物在TiO2表面的螯合可进一步改善界面电子传递效果，进而影响TiO2光催化活性。
1.可有效延长光生电子-空穴的复合时间。
2.能造成光催化剂TiO2的导带向更负方向移动。
l超强酸化增强催化剂表面酸性是提高光催化效率的一条新途径。
一方面，通过二氧化钛的SO42-表面修饰（超强酸化），是催化剂结构明显改善，有效地抑制了晶相转变，使得具有高光催化本证活性的锐钛矿含量增加、晶粒度变小、比表面积增大、表面氧缺陷位增加。
另一方面，SO42-/TiO2超强酸催化剂表面由于受到SO42-诱导的相邻L酸中心和B酸中心组成了基团协同作用的超强酸中心增大了表面酸量及氧的吸附量。
环保催化与环境友好催化技术模板
合肥学院HEFEI UNIVERSITY题目:环保催化与环境友好催化技术系别: 化学材料与工程专业: 化学工程与工艺学号: 1303021001 于晓飞 1303021012 陶伟1303021005 周胜1303021011 徐磊环保催化与环境友好催化技术摘要：本文提到了环境经济和环境有好的概念。
主要介绍了空气污染治理的催化技术、工业废液的催化净化技术、大气层保护与催化技术、环境友好的催化技术、光催化在环境科学中的应用和光催化环保功能材料.关键词：催化技术环保催化一．环境经济和环境友好环保治理要从根本上解决问题，就要将追求环保与具有竞争性的经济效益联系在一起，使产品生产和过程开发的企业领导从被动执行转自觉的行动，于是提出了环境经济。
针对传统的能源消耗，传统的化学工艺和化工生产技术造成的环境污染，提出了环境友好工艺。
二．空气污染治理的催化技术1．动能源的净化处理和三效催化剂动态源的污染处理，这里以汽车尾气处理为例。
汽车尾气的污染物已成为城市空气的主要污染源，对人类的健康造成了极大的伤害，也严重影响了生态环境。
汽车尾气净化采用的催化剂，目前广泛使用的是三效催化剂。
它在操作的条件下可同时将尾气中的CO、HC、NOx净化处理，达到环保要求的限制标准。
三效催化剂的构成主要由载体、涂层和活性组分所组成，置于汽车尾气催化转化器中。
（1）载体目前广泛使用的为块状式的载体。
材质有陶瓷和合金两大类。
最常用的陶瓷材料为多孔堇青石，组成：2MgO·2Al2O3·5SiO2）,材料本身主要由平均孔径为数微米的大孔构成整体制成蜂窝状。
这种载体的突出优点是抗热冲击性能优越，具有很低的热膨胀系数；合金载体有不锈钢、Ni-Cr、Fe-Cr-Al等材料。
外观为蜂窝状，内部由交错的平板和波纹状薄金属片构成。
这种载体材料的特点是机械强度大、传热快、抗震性好、压降低，寿命长等。
（2）涂层涂层材料必须满足以下要求：①有较高的热稳定性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
合肥学院
HEFEI UNIVERSITY
题目:环保催化与环境友好催化技术系别: 化学材料与工程
专业: 化学工程与工艺
学号: 1303021001 于晓飞
1303021012 陶伟
1303021005 周胜
1303021011 徐磊
环保催化与环境友好催化技术
摘要：本文提到了环境经济和环境有好的概念。
主要介绍了空气污染治理的催化技术、工业废液的催化净化技术、大气层保护与催化技术、环境友好的催化技术、光催化在环境科学中的应用和光催化环保功能材料.
关键词：催化技术环保催化
一．环境经济和环境友好
环保治理要从根本上解决问题，就要将追求环保与具有竞争性的经济效益联系在一起，使产品生产和过程开发的企业领导从被动执行转自觉的行动，于是提出了环境经济。
针对传统的能源消耗，传统的化学工艺和化工生产技术造成的环境污染，提出了环境友好工艺。
二．空气污染治理的催化技术
1．动能源的净化处理和三效催化剂
动态源的污染处理，这里以汽车尾气处理为例。
汽车尾气的污染物已成为城市空气的主要污染源，对人类的健康造成了极大的伤害，也严重影响了生态环境。
汽车尾气净化采用的催化剂，目前广泛使用的是三效催化剂。
它在操作的条件下可同时将尾气中的CO、HC、NOx净化处理，达到环保要求的限制标准。
三效催化剂的构成主要由载体、涂层和活性组分所组成，置于汽车尾气催化转化器中。
（1）载体
目前广泛使用的为块状式的载体。
材质有陶瓷和合金两大类。
最常用的陶瓷材
料为多孔堇青石，组成：2MgO·2Al
2O
3
·5SiO
2
）,材料本身主要由平均孔径为数
微米的大孔构成整体制成蜂窝状。
这种载体的突出优点是抗热冲击性能优越，具有很低的热膨胀系数；合金载体有不锈钢、Ni-Cr、Fe-Cr-Al等材料。
外观为蜂窝状，内部由交错的平板和波纹状薄金属片构成。
这种载体材料的特点是机械强度大、传热快、抗震性好、压降低，寿命长等。
（2）涂层
涂层材料必须满足以下要求：①有较高的热稳定性。
②增强涂层中某重要组分的热稳定性。
③协助或改善某些催化组分的功能。
（3）贵金属活性组分
用于汽车尾气净化的催化剂，早期多使用铁族过渡金属Fe、Co、Ni等。
由于它们对催化CO、HC和NOx转化的活性较差，加之高温下抗硫性能欠佳，故目前三效催化剂普遍采用Pt、Rh、Pd贵金属作活性组分。
（4）三效催化剂的性能影响因素及失活
性能影响因素：载体选择及设计、基面涂层、活性贵金属的配比、整体催化剂的制备方法等，还包括转化器的结构设计及操作运转情况。
失活：基质破裂、基面涂层相变、活性组分迁移、贵金属烧结等。
2.静能源的净化处理
静态污染源有多种类型，发电厂的烟囱排放气、各类工业生产过程的排放气、垃圾废弃物焚烧发电的排放气、民用燃放排放气。
（1）NO的催化分解
尽管在非常高的温度下NO是一种不稳定的化合物，但其分解速率却很低，因此必须使用催化剂来加速分解。
（2）NOx的催化还原脱除
在动态污染源的尾气处理中，三效催化剂对NOx的转化是困难的。
因此，在静态污染源污染物的处理中，人们的研究开发转向对NOx的选择性催化还原（SCR）过程，最后取得了成功。
NOx的选择还原一般选用NH3作还原剂，在催化剂作用下将NOx还原为N2和H2O.催化剂一般为过渡金属氧化物，负载于载体上。
（3）SCR法优点：
①还原剂基本上不与氧反应，避免了无谓消耗，同时大大减小了反应热，催化
相对易得，床温度变化小易于控制；②催化剂易得，选择余地大；③还原剂NH
3
起燃温度低反应热低，床温通常低于300℃,有利于延长催化剂寿命和降低反应器对材料要求。
(4)SCR催化技术工业应用 :
根据催化剂反应器在锅炉尾部烟道的位置,有三种方案:
①SCR单元直接至于锅炉之后，净化烟道气②在静电除尘器和空气预热器之间③布置在FGD(湿法烟气脱硫装置)之后
三.工业废液的催化净化技术
1.催化处理趋于废弃物最少
遵循4R原则：
减少（reduction）Array
再用
再循环(recycling)
再回收(recovery)
2.WHO和CWHO
湿空气氧化（WAO）是处理废水，尤其是含有毒物和高有机物废水的重要技术。
WHO涉及有机或无机可氧化组分在高温加压条件下的液相氧化，采用汽相氧源（常用空气）。
采用高温加压是为了强化氧在也相中的溶解度，提供氧强化推动力。
高压也为保持水处于液相。
水作为热传递介质且蒸发除去过剩的热。
WHO遇到的一个问题是低分子量羧酸，阻止进一步氧化；另一个问题是氮原子都变成NH3，它们进一步氧化也是十分困难的。
要使NH3最终分解，操作条件为270℃、7.00MPa,维持这样的WAO处理条件能耗很高，且WAO反应釜严重腐蚀。
因此，后来开发了各种不同的催化WAO，即CWAO。
对比处理污染废水的化学法、反渗透法、生化法和矿化法等，WAO法在工业规模上具有显著有点：①作为清洁氧化剂，适用于COD10-100g/L。
②自成封闭系统，与环境无相互作用。
③无任何的污染转移。
④应用于高有机含氮和氨体系，可回收机械能。
⑤对比其他热氧化法，消耗会进一步降低。
四．大气层保护与催化技术
1.保护臭氧层的催化技术
（1）保护臭氧层的催化技术
臭氧层的破坏：O
3 在一些自由基（FR•）存在下，可以发生反应，再度转化为O
2。
O 3+FRO• FRO+O
2
O • +FRO FR • +O
2
地球上存在大量的氯氟烃化合物，如氯苯、氯代酚、氟利昂制冷剂等，很多作为
废弃物排放于大气中，经光照发生游离基分解，造成对O
3
层的破坏。
CCl
3
F+hv Cl •+ •CCl2F
Cl •+O
3
ClO•+O2
2ClO•+O• Cl2 +(3/2)O
催化技术：
通常采用催化加氢脱卤素技术，催化剂为Pd/Al2O3 。
氯氟烃还可以采用光催化处理方法。
（2）控制温室效应气体排放的催化技术
温室效应：由于大气层中的某些气体对太阳辐射的红外线吸收而导致大气层温度升高、地球变暖的现象。
造成温室效应的有害气体：
CO2（44%）、CH4（18%）、氯氟烃（14%）、NO2 （6%）、其他（13%）
措施：
利用催化技术的创新提高能源的利用率、用可再生能源代替化工石油能源
利用催化技术实现以化石能源发电的电站达到“CO2零排放”
通过催化技术选择性催化转化CO2为有用化学品
生物法、光催化法
五、光催化在环境科学中的应用
光催化：
在光的辐照下，使催化剂周围的O2和H2O转化成及具活性的氧自由基、羟基自由基，氧化力极强，几乎可分解所有对人体或环境有害的有机物质。
用作光催化剂的化合物大多具有半导体性质。
如TiO2 、ZnO、WO3、CdS、ZnS 等。
光催还原理
TiO2半导体在溶液中的基本反应式
TiO2 +hv e- +h+
2H2O +4h+ 4H+ +O2
H
2
O + h+•OH + H+
2H+ +O2 +2e- H
2
O2
O2 + e-•O2-
光催化的应用：工业废水处理
室内空气污染净化
（1）水污染治理
生物酶催化降解
处理水污染的主要方法、
光催化氧化法
光催化氧化法就是利用氧化物的半导体特性，在光的照射下吸附光子，进行氧化反应，把有害化合物分解为二氧化碳、水和无机盐。
（2）半导体光催化剂
目前常用的半导体催化剂大多是过渡金属的氧化物或硫化物：TiO
2、WO
3
、ZnO、
SnO
2、CdO、Fe
2
O
3
、CdSe、CdS、SiC、ZnS等。
由于TiO
2
具有较深的价带能级，较宽带隙(3.2eV)，光催化活性最好，能使反
应在光照射的TiO
2
微粒表面实现和加速，并且化学性能和光化学性能十分稳
定，耐强酸强碱，耐光腐蚀，无毒，因而常选择TiO
2
作为光催化剂。
参考文献
［1］朱永法.光催化：环境净化与绿色能源应用探索. 化学工业出版社 .2015年1月
［2］黄仲涛.工业催化（第三版）.化学工业出版社.2014年9月
［3］贺泓.环境催化——原理及应用.2008年10月.科学出版社。