纳米催化剂.doc

学院:化工学院专业:化学工程与技术学生姓名:学号:摘要:纳米催化剂具有大比表面积、高表面能、高度的光学非线性、特异催化性和光催化性等特性,在一些反应中表现出优良的催化性能。本文简要介绍了纳米催化剂的基本性质,综述了纳米催化剂的制备方法和特性,讨论了纳米催化在化工中的应用,对今后纳米催化材料研究方向进行了展望。关键词:纳米催化剂制备在化工中的应用发展近年来,纳米催化剂(Nanometercatalyst--NCs)的相关研究蓬勃发展。NCs具有比表面积大、表面活性高等特点,显示出许多传统催化剂无法比拟的优异特性;此外,NCs还表现出优良的电催化、磁催化等性能,已被广泛地应用于石油、化工、能源、涂料、生物以及环境保护等许多领域。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。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600e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[1]。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。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。1纳米催化剂的制备方法纳米催化剂的制备方法直接影响到其结构、粒径分布和形态,从而影响其催化性能。文献中报道的制备方法多达数10种,本文主要介绍其中常用的几种。-凝胶法溶胶-凝胶法是指金属有机或无机化合物经过溶胶-凝胶化和热处理形成氧化物或其他固体化合物的方法。其过程是:用液体化学试剂(或粉状试剂溶于溶剂中)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,放置一定时间形成凝胶,经脱水处理得产品。,待浸渍达平衡后分离出载体,对其进行干燥、焙烧后即得到催化剂,但该方法仅适用于载体上含少量纳米颗粒的情况。刘渝等将自制的纳米级C-Al2O3先后浸渍H2PtCl6和Ce(NO3)3溶液中,待浸渍达平衡后取出,经高温煅烧后得到负载型Pt-C-Al2O3-CeO2催化剂。刘晓红等合成了一系列的二氧化锆水溶胶,%的Pd,制得的Pd/ZrO2NCs可用于由丙酮合成甲基异丁基酮(MIBK)/二异丁基酮(DIBK)的还原缩合反应;通过调节催化剂的表面酸性,可以选择所需要的产物(MIBK或DIBK)。,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、干燥或煅烧制得纳米催化剂。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,其共同特点是操作简单、方便。纪红兵等采用共沉淀法,通过Ru对MnFe2O4的同晶取代制得了纳米催化剂,经改性后,可有效地将烯丙醇类化合物氧化成醛酮类化合物。