纳米催化剂制备及其在化工中应用技术

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1、化学与社会论文题目纳米催化剂的制备及其在化工中应用学院化学工程学院专业应用化学班级应化（091）班姓名卖卖提.斯马义学号095131122指导教师毛利哈职称副教授2011年11月13日新疆农业大学教务处制7/7目录摘要3关键词3前言31.纳米催化剂制备41.1气相法41.2液相法42.微乳液法制备纳米催化剂42.1微乳液法制备的机理42.2微乳液法制备纳米催化剂52.2.1金属纳米粒子52.2.2金属氧化物催化剂52.2.3负载型纳米催化剂53.应用53.1光催化空气净化53.2汽车尾气处理63.3电催化反应63.4纳米Ni催化剂在超稠油水热裂解降黏

2、中的应用研究64.展望65.参考文献7纳米催化剂的制备及其在化工中的应用7/7摘要：纳米材料是指颗粒尺寸为纳米量级(1nm～l00nm)的超细粒子材料。纳米技术是当前材料学中研究的前沿和热点，纳米粒子具有比表面积大、表面晶格缺陷多，表面能高的特性，在一些反应中表现出优良的催化性能。纳米催化剂的制备已成为催化剂制备学科中的一个热点。纳米催化剂相对常规尺寸的催化剂具有更高的表面原子比和比表面积，其催化活性和选择性大大高于传统催化剂，可作为新型材料应用于化工中。关键词：纳米催化剂；微乳液法；制备；应用中图分类号：O648.23文献标志码：A文章编号：100

3、1-7836(2008)12-0119-03　　前言：二十世纪初80年代以来，各国科研人员对颗粒粒径1—100nm的微小固体粒子的研究日趋重视。纳米结构但愿的尺度（1—100nm）与物质的许多特征长度，如电子的超导相干长度、隧穿势垒厚度、铁磁性临界尺寸相当，从而导致纳米材料的物理化学性质不同于微观的原子、分子、也不同于宏观物质、纳米粉体因尺寸的微细化，从而产生了其块状物料所不具备的体积效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和介电效应和介电限域效应，具有一系列优异的物理、化学性能，应用前景广阔。镍作为过渡金属，是一种因银白色的金属，具有磁性，较

4、好的化学稳定性机械稳定性，高温稳定性。我国拥有丰富的镍资源，并且我国具有强大的冶炼镍的能力，汽车，信息，电子等产业发展势头令世人瞩目。镍粉的应用领域在不断地拓宽和扩展。而纳米镍粉作为过渡金属纳米材料，除了具有纳米粒子自身的性质外，由于其独特新颖的物理化学性质而具有广泛的用途。纳米镍粉由于表面活性高，表面纯度高，无微孔渗透，比表面体积大，具有极大的表面效应和体积效应。因此纳米镍粉是一种新型的、高效的、高选择性的加氢催化剂。反应表明，镍粒径在5nm以下，反应选择性有效控制，纳米微粒的研究越来越引起我们人类的关注。“据报道，在火箭固体退进剂中加入约百分之一

5、的纳米镍，可使其燃烧热增至两倍，以纳米镍制成的复合催化剂可使有机物加氢活脱氢反应的效率比传统镍催化剂提高十倍。”1纳米催化剂制备　7/7　目前制备纳米材料微粒的方法有很多，但无论采用何种方法，制备的纳米粒子必须符合下列要求：a.表面光洁；b.粒子形状、粒径及粒度分布可控；c.粒子不易团聚、易于收集；d.包产出率高。　　制备纳米催化剂的常用方法有：　　1.1气相法　　气相法主要包括：溅射法、气体冷凝法、混合等离子法、化学气相沉积法等等。化学气相沉积技术(CVD)是其中一种比较好的化学方法，它是以气体为原料，在气相中通过化学反应形成物质的基本离子，然后经

6、过成核和生长两个阶段合成纳米材料。用该方法制成的纳米粒子纯度高、粒度分布均匀。　　1.2液相法　　液相化学法制备纳米催化剂已成为纳米催化剂制备技术发展的主要方向之一，其合成法主要包括：水热法、沉淀法、溶胶—凝胶法、离子交换过程、喷雾法、溶剂挥发分解法、微乳液法等等。这类方法可以选择一种或多种合适的可溶性金属盐类，计量配制溶液，使各种成份在溶液中以离子或分子的形式均匀分散，再通过合适的沉淀剂或采用蒸发、升华、水解等操作，使金属离子均匀沉淀或结晶出来，最后将沉淀或结晶产物进行脱水或加热分解制得纳米材料。这类方法主要有以下优点：成本低，反应温度低，设备简单

7、且要求不高；反应容易控制，可以通过对温度、反应时间等工艺参数来控制催化剂的晶型及颗粒尺寸；过程相对简单，不需添加表面稳定剂，易于实现工业化生产。　　2微乳液法制备纳米催化剂　　目前制备纳米催化剂的方法很多，如溶胶—凝胶法、沉淀法、浸渍法、微乳法等。传统的浸渍法虽然可以得到尺寸较小的纳米粒子，但是粒度分布较宽。微乳法不仅可以制备出粒度小且分布集中的纳米催化剂粒子，而且实验装置简单，操作方便。　　2.1微乳液法制备的机理　　微乳液是由水、油、表面活性剂和助表面活性剂组成的澄清透明的、各向同性的热力学稳定体系。根据结构的不同可以把微乳液分成三种类型：O/W

8、(水包油)型微乳液、W/O(油包水)型微乳液和双连续型微乳液。在微乳体系中，用来制备纳米粒子的一般都是W/O