纳米催化剂的制备及在石油化工中的应用
纳米技术在化学和材料科学中的应用
纳米技术在化学和材料科学中的应用纳米技术是一种高科技，它把物质分解成纳米尺寸的物质。
纳米技术在化学和材料科学中的应用越来越广泛，包括电子、光学、机械、磁性材料，以及医学和制药等领域。
在本文中，我们将以化学和材料科学为主题，讨论纳米技术在这些领域的应用。
一、纳米材料纳米材料指的是晶体尺寸在1-100纳米之间的材料，在这个尺度下，材料可能表现出与宏观材料完全不同的物理和化学性质。
纳米材料有许多独特的性质，例如高比表面积、高化学反应活性、形态可控性、表面能量巨大、超磁性和磁阻变效应等。
这些特殊性质赋予了纳米材料许多新的应用领域。
纳米材料的应用包括制备与催化、材料加工、生物医学、光电子学和能源转化。
其中，制备催化材料是将纳米材料应用于化学领域的主要应用之一。
由于纳米材料表面积大，与体积比例高，因此在化学反应中发挥着更重要的作用。
同时，纳米材料所表现出来的高化学反应活性还可以帮助催化剂快速反应，以节省能源和时间。
二、纳米生物学纳米生物学是利用纳米技术探索生物学的学科。
它结合了生物学、物理学、化学和工程学，探索细胞、生物分子、细菌和病毒等微观领域的生物学问题。
纳米技术在生物学中的应用包括基因疗法、生物传感器和分子成像等方面。
基因疗法是指利用基因工程技术研制针对遗传性疾病的治疗方法。
纳米技术可以为基因疗法提供一个新的平台。
一些研究人员利用纳米粒子作为基因递送载体，将需要传递的基因封装在纳米粒子中，然后将纳米粒子通过各种方式引导到病变的部位。
这种方法可以更有效地将基因传递到需要治疗的部位。
此外，纳米粒子也可以用于传递药物并优化药物疗效。
三、纳米催化剂纳米催化剂是纳米技术在化学和材料领域中的重要运用之一，它是指将纳米材料用作催化剂的一种方法。
由于纳米材料的高表面积，与普通材料相比，故可以更高效地催化反应，从而在化学合成等领域内发挥更为广泛的应用。
纳米催化剂有许多应用，如烃类反应和催化加氢等。
例如，在石油化工中，纳米催化剂可以催化合成石油化学产品，例如聚酯、聚氨酯、胺类和氧化物等。
催化剂在石油化工中的应用前景
催化剂在石油化工中的应用前景石油化工产业作为现代工业的重要支柱之一，对于国民经济的发展和人们的日常生活有着举足轻重的影响。
而在石油化工领域中，催化剂扮演着至关重要的角色，它如同化学反应中的魔法精灵，能够显著提高反应效率、优化产品质量、降低生产成本，并推动整个行业向更加高效、环保和可持续的方向发展。
催化剂是一种能够改变化学反应速率，但在反应前后自身的化学性质和质量不发生变化的物质。
在石油化工中，催化剂的应用范围广泛，涵盖了从石油的炼制到各种化工产品的生产等多个环节。
在石油炼制过程中，催化裂化是一项关键技术。
通过使用特定的催化剂，能够将重质油转化为轻质油，如汽油、柴油等。
这不仅提高了石油的利用率，还满足了市场对于不同油品的需求。
催化重整则可以将低辛烷值的汽油组分转化为高辛烷值的汽油组分，同时还能生产出大量的芳烃，为化工产业提供了重要的原料。
加氢处理催化剂能够去除石油中的杂质，如硫、氮、金属等，从而提高油品的质量，减少环境污染。
在化工产品生产方面，催化剂的作用同样不可小觑。
例如，在乙烯的生产中，使用高性能的催化剂可以提高乙烯的收率和选择性，降低能耗。
聚乙烯的生产也依赖于催化剂来控制聚合反应的进程和产品的性能。
聚丙烯的生产同样需要合适的催化剂来实现特定的分子结构和性能。
随着科技的不断进步和对环境保护的日益重视，催化剂在石油化工中的应用也面临着新的挑战和机遇。
从环保角度来看，传统的石油化工生产过程往往会产生大量的污染物。
为了减少对环境的影响，开发绿色、高效的催化剂成为了研究的热点。
例如，新型的加氢脱硫、脱硝催化剂能够更加有效地去除石油产品中的硫、氮化合物，降低大气污染物的排放。
在化工生产中，开发可生物降解的催化剂或者使用酶作为催化剂，能够减少化学物质的残留和对生态系统的破坏。
在能源转型的大背景下，石油化工行业也在积极探索新的发展路径。
催化剂在新能源领域的应用逐渐崭露头角。
例如，在生物质转化为燃料和化学品的过程中，催化剂能够促进复杂的化学反应，提高转化效率。
纳米材料在化工生产中的应用
备是 凭经 验进 行 ， 仅造 成生 产 原料 的 巨大 浪 费 ， 不 使 经济 效益 难 以提 高 ， 而且 对环 境 也造 成 污染 。 纳米 粒 子表 面活 性 中心 多 ， 为它 作催 化 剂提 供 了必要 条 件 。 纳米 粒于 作 催化剂 ， 可大 大提 高 反应效 率 ， 制反 应 控 速度 ， 至使 原来 不 能进 行 的反 应也 能进 行 。 甚 纳米 微 粒作 催 化 剂 比一 般 催 化 剂 的 反 应 速 度 提 高 １ － １ ０－ ５ ． 倍。 纳 米微 粒作 为 催化 剂应 用较 多 的是 半 导体 光 催 化剂 ， 别是 在 有机 物制 备方 面 。 散在 溶液 中的 每 特 分 个 半导 体 颗粒 ， 近 似地 看 成 是 一 个 短 路 的微 型 可 电池 ， 用能量大于半导体 能隙的光照射半导体分散 系 时 ， 导体 纳 米粒 子 吸收 光产 生 电子 —— 空 穴对 。 半 在 电场 作用 下 ， 电子 与 空穴分 离 ， 别迁 移 到粒 子表 分 面 的 不 同位 置 ， 溶 液 中相 似 的组 分 进 行 氧化 和 还 与 原 反应 。 光催化反应涉及到许多反应类 型 ， 如醇与烃 的 氧化 ， 无机离子氧化还原 ， 有机物催 化脱氢和加氢 、 氨基 酸合 成 ， 固氮反 应 ， 水净 化 处理 ， 煤气变 换 等 ， 水 其 中有 些是 多相 催 化难 以实 现 的 。半导 体 多相光 催 化剂 能 有效 地 降解 水 中的有 机 污染 物 。例 如纳 米
统， 其结 构 既 不 同于体 块材 料 ， 不 同于单 个 的 原子 。 其特 殊 的 结构层 次 使 它具有 表 面效 应 、 也 体积 效 应 、
纳米催化剂的制备及其催化性能研究
纳米催化剂的制备及其催化性能研究一、引言纳米材料作为一种新型材料，在医药、电子、能源等领域发挥了重要的作用。
其中，纳米催化剂的研究和制备已成为当前的热点问题。
纳米催化剂具有比传统催化剂更高的催化活性和选择性，可广泛应用于化工、石油、环保等行业。
本文将介绍纳米催化剂的制备方法及其催化性能研究。
二、纳米催化剂的制备方法1.沉淀法沉淀法是一种常用的制备纳米催化剂的方法。
基本原理是，在溶液中加入一定量的沉淀剂，使物质析出，然后通过控制pH值、温度等条件进行沉淀物的洗涤、干燥等处理，制备出纳米催化剂。
该方法具有简单、易于控制，成本低等优点，且可以制备出高纯度、均匀分布的纳米催化剂。
2.气相合成法气相合成法是一种将气态前体物分解或反应而生成纳米颗粒的方法。
该方法的原理是，将金属有机化合物等前体物通过载气输送到高温反应室中，在一定的反应条件下产生气态分解反应，生成纳米催化剂。
该方法可以制备出高度纯净、晶型良好、分散性好的纳米催化剂。
3.微乳法微乳法是一种使用表面活性剂将水溶液和油相混合而形成稳定胶体体系的方法。
该方法的原理是，在表面活性剂的作用下，将前体物在水相或油相中分散，并通过控制温度、pH值等因素制备出均匀分布的纳米催化剂。
该方法的优点是制备过程简单、温和、可控性强，且可以制备出粒径较小，高度分散的纳米催化剂。
三、纳米催化剂的催化性能研究1. 催化活性的研究纳米催化剂相较于传统催化剂具有更高的比表面积和更多的活性位点，因而在催化反应中表现出更高的催化活性。
通过研究纳米催化剂的催化活性，可以评估其催化效果和应用前景。
例如，针对催化剂在合成苯乙烯反应中的催化活性进行研究，结果表明，负载铂纳米颗粒在加氢反应中表现出更高的催化活性，因其高比表面积和多孔结构可提供更多的反应活性位点。
2. 催化选择性的研究纳米催化剂在催化反应中的选择性是指其在特定反应中所产生的所需产物与副产物的比例。
通过研究纳米催化剂的催化选择性，可以评估其应用效果和可行性。
Pd磁性纳米催化剂的制备及其在有机反应中的应用
Pd磁性纳米催化剂的制备及其在有机反应中的应用近年来，纳米催化剂一直受到广泛关注，其在有机反应中的应用也在不息增加。
其中，Pd磁性纳米催化剂因其高活性、可回收利用等优势，成为探究的热点之一。
本文将介绍Pd磁性纳米催化剂的制备方法及其在有机反应中的应用。
一、Pd磁性纳米催化剂的制备方法Pd磁性纳米催化剂的制备通常可以通过化学还原法、沉淀法和热分解法等多种方法进行。
其中，化学还原法是最常用的一种制备方法。
1. 化学还原法化学还原法是通过将还原剂与Pd盐溶液混合来还原Pd，生成Pd纳米粒子。
常用的还原剂有乙二胺四乙酸、氢气和甲醇等。
起首，将Pd盐（如PdCl2）溶解在溶剂中，然后加入适量的还原剂。
在适当的反应条件下，如温度和反应时间等控制下，PdCl2将被还原成Pd纳米粒子。
最后，通过离心、洗涤和干燥等步骤，得到Pd磁性纳米催化剂。
2. 沉淀法沉淀法是通过将Pd盐与沉淀剂反应来制备Pd纳米粒子。
常用的沉淀剂有氢氧化钠、氨水等。
起首，将Pd盐（如Pd(NO3)2）溶解在溶剂中，然后加入适量的沉淀剂。
搅拌混合后，生成的Pd(OH)2会沉淀下来。
最后，通过过滤、洗涤和干燥等步骤，得到Pd磁性纳米催化剂。
3. 热分解法热分解法是通过在高温下将Pd前驱体分解来制备Pd纳米粒子。
常用的前驱体有二苯基二膦化钯等。
起首，将Pd前驱体溶解在溶剂中，并加热至高温。
在高温下，前驱体会分解，形成Pd纳米粒子。
最后，通过冷却、离心、洗涤和干燥等步骤，得到Pd磁性纳米催化剂。
二、Pd磁性纳米催化剂在有机反应中的应用Pd磁性纳米催化剂在有机反应中的应用主要体此刻催化剂的活性和可回收利用上。
1. 催化剂的活性Pd磁性纳米催化剂由于其纳米大小效应和大比表面积的特点，具有高活性。
在常见的有机反应中，如偶联反应、加氢反应和氧化反应等，Pd磁性纳米催化剂常能够表现出优异的催化性能。
例如，在偶联反应中，Pd磁性纳米催化剂可以催化Suzuki偶联反应、Heck偶联反应等。
纳米催化剂在炼油废气处理中的运用
纳米催化剂在炼油废气处理中的运用关键词：纳米催化剂废气处理制备方法当前，随着纳米纳米材料的研究和突破，依据纳米材料制备的纳米催化剂正在成为炼油废气处理中的关键点。
纳米材料通过体积效应、表面效应、以及宏观的量子隧道效应等能够产生极大的化学活性，显著地提高了催化效益。
目前，国际上许多国家已经将纳米催化剂的研发定义为新世纪的重大发现。
目前，纳米催化剂在各个领域得到广泛应用，尤其是在炼油的废气处理方面。
一、纳米催化剂的相关概念纳米催化剂是以粒子小于0.3微米的钠和铜锌合金的极细微粒为主要成分研制而成的一种催化剂。
纳米催化剂实现了催化效率较传统镍催化剂的效率，提升了将近10倍。
纳米催化剂的粒子的表面积很大，与同质量的金属相比，普通金属的表面积是纳米金属的千分之一。
由于，纳米金属的表面积很大，因此，其吸附能力也相当的强大，于是具备了极大的催化作用。
纳米催化剂是基于纳米材料的基础上配制而成的，因此，纳米催化剂具备特殊的纳米结构，同时也具备了普通催化剂没有的特性。
正是因为纳米催化剂的这一独特性，决定着纳米催化剂在催化效果上的选择性和高催化性。
目前，纳米催化剂正广泛的应用于工业生产与环境的保护中。
二、纳米催化剂的制备方法目前，关于纳米催化剂的制备方法国际上主要有气相法、液相化学的合成法以及固相法三大类。
这三类制备方法都有其独特的特点和应用领域，下面就让笔者进行详细的分析。
首先，气相法。
目前，工业主要选用的气相法有：化学气相沉积法、气体冷凝法、溅射法、活性氢和熔融金属的反应法等。
此气相法中，尤以化学气相沉积法，简称cvd，是一种广泛应用的化学方法。
化学气相沉积法是以气体作为原料，通过化学反应，在气相里形成了物质的基本离子，这些离子经过成核与生长，最终形成了纳米催化剂。
通过化学气相沉积法制备而成的纳米催化剂不但粒子的纯度非常高，而且粒度的分布也非常的均匀。
目前，化学气相沉积法在纳米催化剂的制备中得到了广泛应用。
其次，液相的化学合成法。
基于纳米材料的新型催化剂在化学工程中的应用
基于纳米材料的新型催化剂在化学工程中的应用摘要：本文主要探讨了基于纳米材料的新型催化剂在化学工程中的应用。
随着科技的不断进步，纳米材料因其独特的物理和化学性质，在许多领域展现出了巨大的应用潜力。
在化学工程领域，新型催化剂的应用对于提高反应效率和产物质量具有重要意义。
本文对纳米材料作为催化剂的特性、制备方法及其在化学工程中的应用进行了综述，并指出了目前研究的不足和未来可能的研究方向。
关键词：纳米材料、催化剂、化学工程、应用、制备方法引言：随着社会的不断发展和进步，人类对能源和化学品的需求不断增加。
化学工程作为解决这一问题的重要领域，对于提高生产效率和降低成本具有重要作用。
而催化剂作为化学工程中的重要组成部分，对于提高反应效率和产物质量具有关键作用。
近年来，基于纳米材料的新型催化剂因其独特的性质和广泛的应用前景而备受关注。
本文将对纳米材料催化剂的特性、制备方法及其在化学工程中的应用进行综述。
1纳米材料催化剂的特性：纳米材料因其尺寸效应和表面效应等特殊性质，具有许多优异的物理和化学性能。
在催化剂领域，纳米材料的以下特性使其具有广泛的应用前景：高比表面积：纳米材料因其极端的微小尺寸，使得其比表面积相对较大。
这种特性使得纳米材料在催化反应中能够提供更多的活性位点。
这些活性位点可以促进反应的进行，提高催化活性。
因此，纳米材料在许多催化反应中都展现出了优异的性能。
2良好的导电性和导热性纳米材料具有高导电性和导热性，表面原子数量多，比表面积大。
应用领域包括能源、环保、医疗、信息技术，如高效能电池和太阳能电池、污水处理和空气净化、药物输送和疾病诊断、高速和低功耗的集成电路和晶体管。
纳米材料具有良好的导电性和导热性，增强反应效率，应用前景广泛，具有重要的研究价值。
表面效应：纳米材料的表面效应使得其具有卓越的吸附性能，能够高效地吸附反应物和产物。
这种优越的吸附性能是由于纳米材料的超小尺寸，使其表面原子数大幅增加，从而增强了催化效果。
纳米技术在化工中的应用前景
纳米技术在化工中的应用前景在当今科技飞速发展的时代，纳米技术作为一项具有革命性意义的前沿科技，正逐渐在各个领域展现出其独特的魅力和巨大的应用潜力。
化工领域作为现代工业的重要支柱之一，也不例外地受益于纳米技术的不断创新和发展。
纳米技术为化工行业带来了前所未有的机遇，从材料改进到生产工艺优化，从产品性能提升到新应用的开拓，其影响广泛而深远。
纳米技术，简单来说，就是在纳米尺度（1 纳米到 100 纳米之间）上对物质进行研究和操作的技术。
在这个尺度下，物质的物理、化学和生物学特性会发生显著的变化，从而赋予了纳米材料独特的性能。
在化工材料方面，纳米技术的应用为传统材料带来了质的飞跃。
以纳米复合材料为例，将纳米粒子添加到聚合物中，可以显著提高材料的强度、韧性、耐热性和耐磨性等性能。
比如，在汽车制造中，使用纳米复合材料制造的零部件，不仅能够减轻车身重量，提高燃油效率，还能增强零部件的耐久性和可靠性。
纳米技术还为催化剂领域带来了新的突破。
传统的催化剂往往存在活性低、选择性差、易失活等问题。
而纳米催化剂由于其高比表面积和独特的表面电子结构，表现出了更高的催化活性和选择性。
例如，在石油化工中，纳米催化剂可以更高效地进行加氢、脱氢等反应，提高油品质量和生产效率。
同时，纳米催化剂还具有更好的稳定性和可重复使用性，降低了生产成本和环境污染。
在化工生产工艺方面，纳米技术也发挥着重要的作用。
纳米膜技术的出现，使得分离和过滤过程更加高效和精确。
纳米膜具有孔径小、孔隙率高、选择性好等优点，可以实现对小分子和离子的高效分离。
这在海水淡化、废水处理、药物提纯等领域具有重要的应用价值。
另外，纳米技术还促进了化工过程的微型化和集成化。
纳米级的反应器和传感器可以实现对化学反应的精确控制和实时监测，提高生产过程的安全性和稳定性。
例如，利用纳米传感器实时监测反应体系中的温度、压力、浓度等参数，可以及时调整反应条件，优化生产工艺，减少副反应的发生，提高产品的质量和收率。
纳米催化剂的发展现状及制备方法
纳米催化剂的发展现状及制备方法赵兵（四川省化学工业研究设计院，四川成都,610041）摘要纳米催化剂因其独特的物理化学性质使其相比传统的催化剂具有无法比拟的优势,基于此,综述了纳米催化剂常用的制备方法以及具有代表性的纳米催化剂的研究现状,并介绍了纳米催化剂在能源、化工以及环境领域中的实际应用，最后提出了纳米催化剂未来可能的研究方向及建议。
关键词：纳米催化剂发展现状制备方法纳米技术产生于20世纪80年代末，是目前正在迅速发展的一种高新技术,纳米材料的定义为:在三维空间中至少有一维是处于纳米尺度范围该类材料由于其比表面积大、表面原子及活性中心数目多等优点而广泛应用于催化剂领域。
此外，纳米材料也广泛应用于石油化工、能源、生物和环保等领域。
1纳米催化剂的发展现状纳米催化剂包括负载型以及非负载型催化剂，负载型催化剂包括负载金属和金属氧化物等;非负载型催化剂包括金属及其氧化物、分子筛以及生物纳米催化剂等。
下面对几种常见的纳米催化剂现状进行介绍。
1.1金属纳米催化剂该类催化剂主要包括贵金属纳米催化剂，如Pt、Pd等贵金属的纳米粒子、过渡金属催化剂，如Ni、Cu、Fe等单组份纳米粒子、合金催化剂即两种以上金属原子组成以及金属簇纳米催化剂，如Pt族纳米金属簇。
贵金属中，Au具有化学惰性，因此，研究者对其催化性能的研究较少。
随着纳米技术的发展,Au 的性能得到了改善，使得Au可以作为活性组分负载在载体上形成催化活性较高的催化剂。
有研究表明,纳米金催化剂可以应用在催化氧化CO、水煤气转换、有机物燃烧等方面过渡金属纳米催化剂与传统催化剂相比,催化性能更优异并且选择性较好,Yabe等3利用纳米铁颗粒催化乙烘裂解制得碳纳米管阵列。
合金型纳米催化剂由于其较高的配位不饱和度以及比表面积而具有优异的催化活性。
Bock等4人将Pt和Ru负载在碳材料上用于甲醇的氧化反应，结果表明,该合金型的纳米催化剂具有很好的催化性能。
1.2金属氧化物纳米催化剂金氧化纳米催化剂应，过渡金氧化、主金氧化金合氧化纳米催化剂等。
新型催化剂在石油化工中的应用
新型催化剂在石油化工中的应用石油化工是一个重要的行业，它涉及到石油、天然气、煤和其他化学原料的加工和转化，是人类社会发展与现代化的基础。
在这个行业中，催化剂是至关重要的，它能够提高反应速率、提高产率，同时还能减少废物和污染物的产生。
随着科学技术的不断发展，新型催化剂的研究和应用正在变得越来越重要。
一、催化剂的重要性催化剂在石油化工中发挥着至关重要的作用。
它能够促进化学反应达到快速和选择性，从而降低了反应的温度和/或压力，节省了能量和成本。
在石油化工中，催化剂在多种反应中被使用，例如裂化、加氢、氧化、脱硫、脱氮、氢化和脱氢等反应。
催化剂不但能够改变反应的转化率，还能够改变产物的化学特性和结构，为石油化工的可持续发展提供了可能性。
二、新型催化剂的研究和应用新型催化剂是指相对于传统催化剂而言的，在结构、组成和性质方面都有不同的特点。
这些新型催化剂包括纳米材料、有机催化剂、金属有机催化剂、非均相催化和生物催化剂等。
这些新型催化剂的研究和应用能够提高石油化工反应的效率和选择性，从而达到更高的产率和更低的废物和污染物排放。
下面将分别介绍几种新型催化剂。
1、纳米催化剂纳米催化剂是目前研究最为活跃的领域之一。
纳米颗粒具有较高的比表面积和更短的扩散路径，使得它们在催化反应中具有更高的催化活性、选择性和稳定性，达到石油化工反应的最优条件。
纳米材料可以制备成各种形式，如硅纳米球、碳纳米管、金属纳米颗粒和金属氧化物纳米材料等。
其中，金属氧化物纳米材料在氧化和加氢反应中应用广泛，如纳米二氧化钛被应用于有机污染物的去除和光催化反应中，纳米铁氧体可用于消除水中的有机污染物。
2、非均相催化剂非均相催化剂是指催化反应过程中，催化剂和反应物处于不同的相态状态，如气-固；液-固；液-气等。
非均相催化剂的特点是具有较高的催化活性、选择性和稳定性，有良好的形状选择性和空间选择性。
非均相催化剂应用极为广泛，如采用氢氧化铝支撑固体酸作为催化剂催化裂化反应、采用活性炭作为催化剂催化有机物的吸附和氧化反应。
纳米催化剂的制备和最新应用研究进展
溶于溶剂中） 或溶胶为原料， 而不是传统 的粉状物为 反应物， 在液体中混合均匀并进行反应， 生成稳定
无沉 淀 的溶 胶 体 系 ， 置 一定 时 间 形 成凝 胶 ， 脱 放 经
水处 理 得 产 品． 常溶 胶 一 胶法 用 于 催 化材 料 的制 凝
温 、常 压 下催 化 １ 己烯加 氢反 应 ， 成 己烷 ， 一 生 己烷
体系， 然后将反应物溶于微乳液 中， 使其在水 核内进 行 化 学 反 应 ， 应 产 物 在 水 核 中成 核 、生 长 ， 除 反 去 表面活性剂， 将得到的固体粗产物在一定温度下干 燥 、 烧， 焙 即可 得 到 所需 产 品 ． 皎 宁 等［ 汤 ９ １ 溶 性 以可
备是近 几年 才开始 的． 已有 研究表 明该 法 的优 点是 ： １ 备 的均匀度 高， 其 多组分 的制 品均 匀度 ）制 尤
可达分 子或原 子水 平；
２ 金属组分高度分散于载体， ） 使催化剂具有高
收 稿 日期 ： ０ ８ ０ — ０ ２０ — ２ ２
１４ 微 乳液 法 ．
作者简介： 张莺（９ ９ ）女， １７ 一， 山西太原人， 硕士， 助教， 研究方 向： 纳米催化剂
一
沉 淀 法 是 在 液相 中将 化 学 成 分 不 同 的物 质 ７ 昆
种 方法 ， 备 的纳 米粒 子必 须达 到如 下要求 ： 面 制 表
合， 再加入沉淀剂使溶液 中的金属离子生成沉淀， 对沉 淀物 进行过 滤 、 洗涤 、干燥或 煅烧 制得 所需 产 品同 沉淀法包括直接沉淀法 、 ． 共沉淀法 、 均匀沉淀 法、 配位 沉淀 法等 ， 共 同特点是 操作 简单 、 其 方便 ．
纳米材料在化工领域中的应用
纳米材料在化工领域中的应用一、引言纳米科技是21世纪最具前景的领域之一，其应用范围涵盖医疗、电子、材料等多个领域。
其中，在化工领域中，纳米材料也得到了广泛的应用。
本文将从纳米材料的定义、制备方法以及在化工领域中的应用等方面进行详细阐述。
二、纳米材料的定义纳米材料是指粒径在1-100nm之间的物质，其特殊的物理和化学性质使其在许多领域中都具有重要的应用价值。
与传统材料相比，纳米材料具有更大的比表面积和更高的活性。
三、纳米材料的制备方法1. 气相法：通过气相反应制备纳米粉末或薄膜，常见的气相法有物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）等。
2. 溶液法：通过溶液反应制备纳米粒子或薄膜，常见的溶液法有溶胶-凝胶法、微乳液法和水热合成法等。
3. 机械法：通过机械力作用制备纳米粉末或薄膜，常见的机械法有球磨法、高能球磨法和喷雾干燥法等。
四、纳米材料在化工领域中的应用1. 催化剂：纳米材料具有更高的比表面积和更高的活性，因此在催化剂领域中得到了广泛的应用。
例如，纳米铜、纳米镍等金属材料可以作为氢化反应催化剂；纳米氧化铝、纳米二氧化钛等无机材料可以作为光催化剂。
2. 涂料：由于纳米材料具有较高的比表面积和更好的分散性，因此可以增强涂料的耐候性、耐腐蚀性和抗污染性。
例如，将纳米二氧化硅添加到涂料中可以增强其耐候性；将纳米银添加到涂料中可以增强其抗菌性能。
3. 聚合物复合材料：将纳米材料与聚合物相结合可以改善聚合物的力学性能和导电性能。
例如，将碳纤维与碳纳米管复合可以制备出高强度、高导电性的材料。
4. 燃料电池：纳米材料可以作为燃料电池的催化剂和电极材料。
例如，将纳米铂作为燃料电池催化剂可以提高其效率和稳定性；将纳米碳管作为电极材料可以提高其导电性能。
5. 纳米吸附剂：由于纳米材料具有较高的比表面积和更好的吸附性能，因此可以制备出高效的吸附剂。
例如，将纳米氧化铁作为吸附剂可以去除水中的重金属离子；将纳米硅胶作为吸附剂可以去除空气中的有害气体。
纳米催化剂的制备及在石油化工中的应用
是实际应用上都具有深远的意义。
ＣＨ ， 当粒径 小 于 ２ ｍ时 产物 为 Ｃ 和 Ｈ ０， 于 ｎ Ｏ 大 ２ｎ ０ ｍ时主要是 ｃ Ｈ ０ ： 。用硅做载体 ， 纳米镍催化剂 对丙 醛 的氧化 反 应 表 明 ， 粒 径 在 ５ｍ 以下 ， 应 镍 ｎ 反 选择 性 发生急 剧 变化 ， 醛分解 反 应得 到有 效控制 ， 生 成 乙醇 的转化 率急剧 增 大 。
重要 的作 用 。研究 表 明 ， 在 某 些过 渡金 属 纳米 微 氢 粒上 呈解 离吸 附 ， 对 一 些 有 机 化合 物 的还 原很 有 这 好处 。如 雷尼 镍是镍 铝 骨架 负载 的高分 散镍 纳米 微 粒催 化剂 ， 有机 化合 物还 原 的活 性 与选 择性 都很 对 高 。对 于氧在 纳米 催 化 剂 上 的 吸 附就 更 明显 ， 乎 几 所有 的纳米微 粒在 有 氧 气 条 件 下都 发 生 氧 化现 象 ， 即便 是 热力学 上 氧化 不 利 的贵金 属 ， 经特 殊 处理 也 能 氧化 。 １ ３ 表面反 应 ． 金 属纳米 催化 剂在 一定 条件 下可 以催化 断裂 Ｈ Ｈ、 Ｃ—Ｈ、 Ｃ—Ｃ、 Ｃ一０ 。不 同粒 径 的 同一 种 纳 ｊ 米 微 粒 可 催 化 不 同 的 反 应 。用 银 微 粒 催 化 氧 化
摘 要： 纳米材料具有传统材料不具有的许 多崭新特征 ， 已成为 当今材料 科学和凝聚态 物理研 究的前 沿热点领 域 。综述 了纳米催 化 剂的 特性 和 制备 方 法 ， 论 了纳 米材 料在 石 讨
油化 工催 化 剂、 滑 油添加 剂 以及 环 境保 护 方 面 的应 用 ， 今 后 纳 米催 化 材 料研 究 方 向 润 对
收 稿 日期 ： ０７—１ ２０ ２—１ ｌ
作者简介 ： 金玉杰（９ ０ ） 男， １５ 一 ， 北京市人 ， 副教授
纳米催化剂.概要
四，纳米催化剂的应用前景
纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征，引起物理学 家、材料学家和化学家的浓厚兴趣。80年代初期纳米材料这一概念形 成以后，世界各国对这种材料给予极大关注。它所具有的独特的物理 和化学性质，使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、 医药等学科的研究带来新的机遇。由于纳米粒子表面积大、表面活性 中心多，所以是一种极好的催化材料。将普通的铁、钴、镍、钯、铂 等金属催化剂制成纳米微粒，可大大改善催化效果。在石油化工工业 采用纳米催化材料，可提高反应器的效率,改善产品结构，提高产品 附加值、产率和质量。
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纳米尺度材料表面效应
纳米尺度材料的外观形貌表现为微球形
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二，纳米催化剂的制备
纳米催化剂的制备方法一般有化学法和物理法两类。 化学方法 1）沉淀法 2）水解法 3）溶胶—凝胶法
4）微乳液法 物理法制备纳米催化剂 1）惰性气体蒸发法 2）粉末冶金法 5）电化学沉积法
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1）沉淀法 通过化学反应使原料的有效成分沉淀，经过滤、洗涤、干燥、加热分解而得到纳米粒子。 包括直接沉淀法、共沉淀法、均匀沉淀法、配位沉淀法等，其共同特点是操作简单方便。 2）水解法 在高温下先将金属盐的溶液水解，生成水合氧化物或氢氧化物沉淀，再加热分解得到纳 米粒子。包括无机水解法、金属醇盐水解法、喷雾水解法等，其中以金属醇盐水解法最为 常用，其最大特点是从物质的溶液中直接分离所需要的粒径细、粒度分布窄的超微粉末。 该法具有制备工艺简单、化学组成能精确控制、粉体的性能重复性好及得率高等优点，不 足之处是原料成本高。 3）溶胶—凝胶法 利用金属醇盐的水解或聚合反应制备氧化物或金属非氧化物的均匀溶胶，再浓缩成透明 凝胶，使各组分分布达到分子水平，凝胶经干燥、热处理即可得到纳米粒子。该法优点是 粒径小、纯度高、反应过程易控、均匀度高、烧结温度低,缺点是原料价格高、有机溶剂 有毒、处理时间较长等。 4）微乳液法 利用两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成均匀的乳液，剂量小的溶剂被包裹 在剂量大的溶剂中，形成许多微泡，微泡表面由表面活性剂组成，微泡中的成核、生长、 凝结、团聚等过程局限在一个微小的球型液滴内，从而形成球型颗粒。 5）电化学沉积法 K.B. Kokoh, FHahn等报道，采用循环伏安法，以铂片为工作电极,在包含钌、锇离子的 硫酸溶液中制备Pt-Ru，Pt-Os纳米电极。田娟等人通过循环伏安法电沉积使直径约为7nm 的Pt纳米粒子均匀地分散于多孔硅表面，拟用作微型质子交换膜燃料电池的催化电极。与 刷涂法相比较，电沉积Pt纳米粒子的多孔硅电极(Pt/Si)呈现出高的Pt利用率和增强的电 催化活性。 Page 9
纳米贵金属催化剂的制备及其在催化加氢中的应用
Au/TiO STEM
0.09mgAu /ml 甲苯 溶液担载
2
的
(a)Au粒优先分散的位置
(b)Au粒分散后形成的表面晶相
图
0.39mgAu/
ml 甲苯溶
液担载
(a)Au粒优先分散的位置
E. Blomsma. J. Catal. 1996, 159:323
(b)Au粒分散后形成的表面晶相
负载型纳米贵金属催化剂的制备
多相催化 均相催化
多相催化在工业应用中占 主要地位，尤其在化工、 能源、材料工业和环保领 域占举足轻重的地位。
环境可持续发展
（多相）纳米贵金属催化剂
对多相催化而言，吸附是发生催化转化的前提。纳米贵金属催化剂具有发 达的表面，有比常规材料优越得多的吸附潜力。其催化性能是由以下结构 特点决定。
(i) 贵金属表面原子是周期性排列的端点，至少有一个配位不饱和位， 即悬挂键 ，表面原子配位不饱和度较高这使催化剂有较强的活 化反应物分子的能力。
(a)采用混合保护膜，Au粒子5.5nm， 3.6%载量
(b)采用单组分保护膜，Au粒子8.1nm， 4.0％载量
Au/TiO2的TEM图
在焙烧除去有机保护分子时，金属粒子会从载体体相迁移到载体表面，并有一定程 度烧结和具部长大，如Au粒子会从2nm增长到6nm。
嵌入型纳米贵金属催化剂的制备
(i) 模板剂法—— 采用无机分子筛类多孔性物质为模板剂，以合成贵金属
Formation of Nanoparticles Yijun Jiang and Qiuming Gao J. AM. CHEM. SOC. 2006, 128, 716-717
催化剂表征
Figure (a) The low-angle XRD patterns of G4-PAMAM-SBA-15 (1)and Pd(0)-G4-PAMAMSBA-15 (2) with the insert of the wide-angle XRD pattern of Pd(0)-G4-PAMAM-SBA-15. (b)HRTEM image of Pd(0)-G4-PAMAM-SBA-15.
催化剂研究现状及应用
催化剂研究现状及应用催化剂是一种能够加速化学反应速率但不被反应消耗的物质。
它们在各个领域，包括化工、能源、环境和生物学等方面都扮演着至关重要的角色。
随着科学技术的不断进步，催化剂研究也迎来了新的发展和突破。
本文将探讨催化剂研究的现状及其应用，并展望未来的发展方向。
一、催化剂研究现状1.纳米催化剂的发展纳米催化剂在最近几年取得了长足的发展，其具有高比表面积、丰富的活性位点和独特的表面结构，能够大大增加反应速率。
纳米催化剂的制备方法也在不断提升，包括溶胶-凝胶法、共沉淀法、溶剂热法、物理气相法等。
人们也在不断探索纳米催化剂的稳定性和再生性，以期在实际应用中发挥更大的作用。
2.新型催化剂的设计与合成随着理论计算和实验技术的不断提升，在催化剂设计与合成方面也取得了许多突破。
通过合成多孔材料和表面改性来设计新型催化剂，或是利用表面修饰、掺杂和协同效应来提高催化剂的性能。
研究人员也在积极探索拓展新型催化剂，如单原子催化剂、配位催化剂等，以提高其稳定性和活性。
3.催化剂表征与活性机理研究为了更好地理解催化剂的性能和活性机理，表征技术也在不断完善。
包括X射线衍射、透射电镜、原子力显微镜等技术的应用，使我们能够更加深入地了解催化剂的结构和性能。
人们也在不断挖掘新的活性机理，以寻找更高效的催化剂。
4.新的催化反应的研究随着对能源转化和环境保护需求的不断增加，新的催化反应也成为了研究的热点。
包括CO2转化、氢能制备、生物质转化等领域，都需要高效的催化剂来实现。
新的催化反应的研究将成为未来的重要方向之一。
二、催化剂的应用1. 化工领域催化剂在化工生产中有着不可替代的作用。
石油加工中的裂化反应、氧化反应、合成氢气等都需要催化剂来实现。
随着新型催化剂的不断涌现，化工生产过程中也将更加高效和环保。
2. 能源领域能源转化是当今世界所面临的重要问题，而催化剂在能源转化中发挥着至关重要的作用。
包括燃料电池、太阳能转化、CO2转化等领域都需要高效的催化剂来提高能源转化效率。
纳米技术在化工生产中应用
纳米技术在化工生产中的应用【摘要】纳米技术已经成为化工生产中的重要技术，本文介绍了纳米粒子的制备，及纳米技术在化工生产中的应用。
【关键词】纳米技术粒子制备方法化工生产纳米科学技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术，研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料性质和应用。
由于纳米粒子的特性：表面效应，体积效应，量子尺寸效应，宏观量子隧道效应。
这4种效应使纳米粒子和固体呈现许多优异的物理性质，化学性质，出现特殊现象。
随着科技进步的发展，纳米技术已经渗透到化学加工行业。
1 纳米粒子制备方法纳米材料制备方法很多，可分为物理方法和化学方法。
1.1 物理方法1.1.1 真空冷凝法等离子体经过真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化制取，最后骤冷。
特点：晶体组织好，纯度高，可控粒度大小，较高水平的技术设备。
1.1.2 物理粉碎法纳米粒子由机械粉碎、电火花爆炸等工艺制取。
特点：成本低，过程简易，但颗粒不均匀分布，纯度低。
1.1.3 机械磨球法机械磨球法，纳米粒子由一定控制条件下的纯元素，合金或复合材料制成，特点：成本低，操作简单，颗粒不均匀分布，但纯度较低。
1.2 化学法1.2.1 气相沉积法通过金属化合物蒸气的化学反应制成纳米材料。
其特点：纯度高，粒度分布窄。
1.2.2 沉淀法把沉淀剂加入到盐溶液中反应后，将沉淀热处理得到纳米材料。
其特点：简单易行，但颗粒半径大，纯度低，适合制备氧化物。
1.2.3 水热合成法在高温高压下，在蒸汽等流体或水溶液中制取，经分离和热处理得到纳米粒子。
特点：分散性好、纯度高、粒度易控制。
1.2.4 溶胶凝胶法金属化合物经过溶液、溶胶、凝胶而固化，经过低温热处理而合成纳米粒子。
其特点反应物种多，过程易控制，颗粒均匀，适合氧化物和ⅱ～ⅵ族化合物制备。
1.2.5 微乳液法互不相容的两种溶剂，在表面活性剂的作用下生成乳液，在微泡中历经成核、聚核、团聚、热处理后得纳米粒子。
其特点粒子的单分散和界面性好，ⅱ～ⅵ族半导体纳米粒子多用此法制备。
化工催化剂的制备与应用
化工催化剂的制备与应用化工催化剂是化学反应中必不可少的关键部分，它能够加速反应速率、改善反应选择性，拓宽反应温度范围等，其应用范围广泛，如石油化工、有机合成、生物医药等。
本文将简要介绍化工催化剂的制备方法以及其应用领域。
制备方法目前，化工催化剂的制备方法主要有物理法、化学法和物理化学法三种。
物理法主要是将不同尺寸、结构和性质的物质混合，制备出多孔介质催化剂，如氧化铝、硅胶等。
化学法则是利用化学反应原理，将所需要的活性组分制备出来，然后将其载于载体上，如纳米金属活性组分催化剂、氧化物活性组分催化剂等。
物理化学法则是将物理法和化学法相结合，制备出性质更加复杂的催化剂体系，如纳米复合催化剂等。
在以上三种主要制备方法中，物理化学法制备的催化剂具有活性组分分散度高、催化效率好等优势，是目前催化剂研究和应用领域最为关注和重要的制备方法。
应用领域化工催化剂通过改变化学反应物和条件，实现对反应速率和选择性的控制，逐渐成为化学工业和生物制药中必不可少的关键技术之一，其应用领域极为广泛。
石油化工石油化工催化剂主要是用于石油加工中，其作用是将原油中的成分分离出来，并进行精制，以获取各种石油产品，如汽油、柴油、航空燃料、润滑油等。
石油加工催化剂的主要成分是贵金属和无机氧化物，其催化作用使得石油用途更加广泛和灵活，有利于提高炼油成品率，提高边际生产效益。
有机合成有机合成催化剂的应用范围极广，其种类有无数之多，如酸催化剂、碱催化剂、金属碳氢化合物催化剂、卤代烃活化剂等等。
在有机反应中，合成催化剂不仅能够加速反应速率，提高反应密度，而且可以调节反应条件，提高反应产率、选择性和纯度，实现绿色化合成。
生物医药生物催化剂也是化工催化剂的重要组成部分，可用于生物制药中，如抗体制备、酶制备、生物质分解等。
此外，与金属催化剂相比，酶催化剂具有生物兼容性好、催化效率高、反应选择性高、环境友好等优点，因此在反应精细化合成、生物传感器、医用材料等领域有广泛的应用。
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兰州石化职业技术学院学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌａｎｚｈｏｕ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
文章编号：１６７１＿４０６７（２００８）０３—００１１—０３
Ｖ０１．８ Ｎｏ．３ Ｓｅｐ．，２００８
纳米催化剂的制备及在石油化工中的应用
金玉杰１，尚秀丽１，王 群２，郭薇薇１
１ 纳米催化剂的特性
１．１ 表面特性 表面效应是指纳米粒子表面原子与总原子数之
围缺少相邻的原子，有许多悬空键，具有不饱和性质， 易与其他原子结合而稳定下来∞ｏ。当粒子直径逐渐 接近原子直径时，表面原子占总原子的百分数急剧增 加，其作用就显得异常明显，故具有很大的化学活性。 纳米粒子表面积、表面能及表面结合能都迅速增大。 １．２ 吸附特性
·１３·
物，所以借纳米ＴｉＯ，光催化分解无机物和有机物 的方法已受到广泛重视。佘世雄等ｕ副通过选择适 当的单体，合成出了具有所需结构的功能高分子纳 米材料，结果表明，所得材料在自然光、室温的条件 下，就能表现出对染料亚甲基蓝很高的脱色、降解 能力和矿化度。邵颖等¨副以多孔阳极氧化铝为模 板制备出ＴｉＯ：纳米管对十二烷基苯磺酸钠具有较 高光催化活性。
４结束语
纳米技术的发展将对石油化工领域的催化材 料、润滑油添加剂及石油化工工艺助剂产生重要影 响。目前对这方面的研究还处于实验室阶段，离实 际应用还有很大的距离，还须解决许多实际问题。
１）用纳米粒子做催化剂如何提高反应速率和 催化效率，优化反应途径等方面的研究将是未来催 化科学的研究重点。
２）纳米粒子催化剂的稳定性问题，特别是在工 业生产上要求催化剂能重复使用，因此催化剂的稳 定性尤为重要。在这方面纳米金属离子催化剂目前 还不能满足这方面的要求，如何避免纳米金属离子 在反应过程中由于温度的升高颗粒长大还有待进一 步深入研究。
金属纳米催化剂在一定条件下可以催化断裂Ｈ —Ｈ、Ｃ—Ｈ、Ｃ—Ｃ、Ｃ—Ｏ旧Ｊ。不同粒径的同一种纳 米微粒可催化不同的反应。用银微粒催化氧化 Ｃ：Ｈ。，当粒径小于２ｎｍ时产物为ＣＯ：和Ｈ：Ｏ，大于 ２０ｎｍ时主要是Ｃ：Ｈ。Ｏ。用硅做载体，纳米镍催化剂 对丙醛的氧化反应表明，镍粒径在５ｎｍ以下，反应 选择性发生急剧变化，醛分解反应得到有效控制，生 成乙醇的转化率急剧增大。
２１７．
［３］蒿凤延，董波，漆文华．碳五加氢石油树脂化工废水 的处理［Ｊ］．四川环境，２００４，２３（４）：５４—５６．
［４］ 陈香生．纳米材料及其在石油化工催化剂和添加剂中 的应用前景［Ｊ］．炼油设计，２００１，３１（３）：５８—６１．
［５］洪新华，等．纳米技术与纳米材料研究应用进展［Ｊ］． 河南师范大学学报，２００１，２９（２）：３６—３９．
３ 纳米材料的应用
３．１ 纳米材料在石油化工催化剂中的应用 由于纳米材料颗粒的大小可以人工控制，又由
于尺寸小，比表面积大，表面的键态和颗粒内部不同 及表面原子配位不全等，从而导致表面的活性部位 增加。另外，随着粒径的减小，表面光滑程度变差， 形成了凹凸不平的原子台阶，这样就增加了化学反 应的接触面。利用纳米微粒的高比表面积和高活性 这些特性，可以显著提高催化效率。例如，３０ｎｔｏ的 Ｎｉ粉可将有机化学加氢和脱氢反应速度提高１５ 倍，粒径小于０．３“ｍ的镍和铜锌合金的纳米颗粒 的催化效率比常规镍催化剂高ｌＯ倍，超细铂粉、碳 化钨粉是高效的加氢催化剂。在甲醛氧化制甲醇反 应中，使用纳米氧化硅，选择性可提高５倍，利用 纳米铂催化剂，放在氧化钛担体上，通过光照，使 甲醇水溶液制氢产率提高几十倍。在催化剂中加人 纳米粒子可以大大提高反应效果，控制反应速度，甚 至原来不能进行的反应也能进行。在石油化工工业 采用纳米催化材料，可提高反应器的效率，改善产品 结构，提高产品附加值、产率和质量。纳米稀土氧化 物可作为二氧化碳选择性氧化乙烷制乙烯的催化 剂。用这种纳米催化剂，乙烷与二氧化碳反应可高 选择性地转化为乙烯，乙烷转化率可达６０％，乙烯 选择性可达９０％。半导体光催化效应自发现以来， 一直引起人们重视。 ３．２纳米材料在石油化工添加剂中的应用
纳米材料可以作润滑油添加剂，用脂肪酸修饰 的ＺｒＯ：及ＭｏＳ：的纳米微粒具有非常好的润滑性及 抗磨性；也有人在研究用高分子纳米微球作新的润 滑油添加剂。纳米材料可用作助燃剂。用氢电弧等 离子体制备的纳米钯作一氧化碳助燃剂，有非常好 的助燃效果，烟气中ＣＯ含量始终为０。用分散型的 氧化锑纳米微粒（小于２０ｎｍ）做成水溶胶，与常规 颗粒尺寸为３０—６０ｎｍ的氧化锑胶体溶液用作催化 裂化金属钝化剂相比，表现出如下优点：挂锑效率更 高，约可增加２０％；稳定性能好，贮存时氧化锑不会 分散出来沉积在溶器中；磨蚀性能好，不易磨蚀化 学试剂泵；在提升管中与原料及催化剂混合效果好， 容易与镍生成镍锑合金反应，容易进入催化剂基质 的多孔空穴中，抑制镍的催化生氢活性等。 ３．３纳米材料在环境保护方面的应用
［６］ 张孔远，等．ＬＨ一０：加氢精制催化剂用于重整石脑 油加氢［Ｊ］．炼油技术与工程，２００４，３４（７）：４９—５１．
［７］孙旦子，等．碳纳米管膜修饰玻碳陶瓷复合材料电极 对亚硝酸盐的电催化还原［Ｊ］．分析化学，２００７，（１）：
该法利用两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的 作用下形成均匀的乳液，剂量小的溶剂被包裹在剂 量大的溶剂中，形成许多微泡，微泡表面由表面活 性剂组成，微泡中的成核、生长、凝结、团聚等过程 局限在一个微小的球型液滴内，从而形成球型颗 粒。 ２．１．５电化学沉积法
Ｋ．Ｂ．Ｋｏｋｏｈ，Ｆ Ｈａｈｎ等报道一Ｊ，采用循环伏安 法，以铂片为工作电极，在包含钌、锇离子的硫酸溶 液中制备Ｐｔ—Ｒｕ，Ｐｔ—Ｏｓ纳米电极。田娟等人¨叫 通过循环伏安法电沉积使直径约为７ｎｍ的Ｐｔ纳米 粒子均匀地分散于多孑Ｌ硅表面，拟用作微型质子交 换膜燃料电池的催化电极。与刷涂法相比较，电沉 积Ｐｔ纳米粒子的多孑Ｌ硅电极（Ｐｔ／Ｓｉ）呈现出高的Ｐｔ 利用率和增强的电催化活性。 ２．２ 物理方法制备纳米催化剂 ２．２．１ 惰性气体蒸发法
原子氢在催化剂上的吸附方式对催化反应起着
收稿日期：２００７一１２一ｌｌ 作者简介：金玉杰（１９５０一），男，北京市人，副教授
重要的作用。研究表明，氢在某些过渡金属纳米微 粒上呈解离吸附，这对一些有机化合物的还原很有 好处。如雷尼镍是镍铝骨架负载的高分散镍纳米微 粒催化剂，对有机化合物还原的活性与选择性都很 高。对于氧在纳米催化剂上的吸附就更明显，几乎 所有的纳米微粒在有氧气条件下都发生氧化现象， 即便是热力学上氧化不利的贵金属，经特殊处理也 能氧化。 １．３ 表面反应
３）目前，纳米ＴｉＯ：等光催化剂仅仅能利用波 长低于４００ｎｍ的太阳光，催化效率较低。提高纳米 光催化剂的催化效率，扩展可利用的光谱范围，对于 大规模应用光催化技术具有深远的意义。
参考文献：
［１］钱伯章．纳米材料在石油化工中的应用进展［Ｊ］．化 工新型材料，２００４，３２（４）：２５—２８．
［２］ 汪信，陆路德．纳米金属氧化物的制备及应用研究 的若干进展［Ｊ］．无机化学学报，２０００，（２）：２１３—
２纳米催化剂的制备方法
纳米催化剂的制备方法一般有化学法和物理法 两类。 ２．１化学方法制备纳米催化剂 ２．１．１ 沉淀法
沉淀法是通过化学反应使原料的有效成分沉 淀，经过过滤、洗涤、干燥、加热分解而得到纳米粒， 沉淀法包括直接沉淀法、共沉淀法、均匀沉淀法、配 位沉淀法等，其共同的特点是操作简单方便。 ２．１．２ 水解法
它是在高温下先将金属盐的溶液水解，生成水 合氧化物或氢氧化物沉淀，再加热分解得到纳米粒
万方数据
·１２·
兰州石化职业技术学院学报
２００８篮
子的一种方法。水解法包括无机水解法、金属醇盐 水解法、喷雾水解法等，其中以金属醇盐水解法最为 常用，其最大特点是从物质的溶液中直接分离所需 要的粒径细、粒度分布窄的超微粉末。该法具有制 备工艺简单、化学组成能精确控制、粉体的性能重复 性好及得率高等优点其不足之处是原料成本高。 ２．１．３ 溶胶一凝胶法
惰性气体蒸发法是在低压的惰性气体中，加热 金属使其蒸发后形成纳米微粒。纳米微粒的粒径分 布受真空室内惰性气体的种类，气体分压及蒸发速 度的影响，通过改变这些因素，可以控制微粒的粒径 大小及其分布ｌｌ¨。该方法适应范围广，微粉颗粒表 面洁净，块体纯度高，相对密度较高；但由于为了防 止氧化，制备的整个过程是在惰性气体保护和超高 真空室内进行的，设备昂贵，对制备工艺要求较高， 故制备难度较大；且加上制备的固体纳米晶体材料 中都不可避免地存在杂质和孔隙等缺陷，从而影响 了纳米材料的性能，也影响了对纳米材料结构与性 能的研究。 ２．２．２ 粉末冶金法
进行了展望。
关键词：纳米材料；石油化工；应用
中图分类号：ＴＥ６２４．９
文献标识码：Ａ
目前，纳米技术的研究主要向两个方向进行：一 是通过新技术减少目前使用的材料如金属氧化物的 用量；二是进行新材料的开发…，如复合氧化物纳米 晶＿１。由于纳米粒子表面积大、表面活性中心多，所 以是一种极好的催化材料。将普通的铁、钴、镍、钯、 铂等金属催化剂制成纳米微粒，可大大改善催化效 果。在石油化工工业采用纳米催化材料，可提高反应 器的效率，改善产品结构，提高产品附加值、产率和质 量。目前已经将纳米粉材如铂黑、银、氧化铝和氧化 铁等直接用于高分子聚合物氧化、还原和合成反应的 催化剂。纳米铂黑催化剂可使乙烯的反应温度从 ６０００Ｃ降至常温。随着世界对环境和能源问题认识的 深入，纳米材料在处理污染、降解有毒物质方面有良 好光解效果∞Ｊ。在润滑油中添加纳米材料可显著提 高其润滑性能和承载能力，减少添加剂的用量，提高 产品的质量Ｈ Ｊ。对纳米催化剂的研究无论理论上还 是实际应用上都具有深远的意义。
该法利用金属醇盐的水解或聚合反应制备氧 化物或金属非氧化物的均匀溶胶，再浓缩成透明凝 胶，使各组分分布达到分子水平，凝胶经干燥、热处 理即可得到纳米粒子。该法优点是粒径小、纯度高、 反应过程易控、均匀度高、烧结温度低，缺点是原料 价格高、有机溶剂有毒、处理时间较长等＂，Ｂ Ｊ。 ２．１．４ 微乳液法