超微粉体在催化材料方面的应用现状和发展趋势

《超微粉体在催化材料方面的应用现状和发展趋势》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、超微粉体在催化材料方面的应用现状和发展趋势摘要:本文透过以纳米催化剂的应用，特点，发展趋势来看超微粉体在催化材料方面的应用现状和发展趋势。关键词：纳米催化剂超微粉体是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。近年来，超微粉体科学与科技的发展已广泛地渗透到催化研究领域，其屮最典型的实例就是超微粉体催化剂的出现及与其相关研究的蓬勃发展。所谓超微粉体就是粒径小于1卩m的一种独特性能的用途广泛的功能性粉体材料。现透过纳米催化剂来看超微粉体在催化材料方面的应用，以纳米金属粒子,纳米金属氧化物，纳米半导体粒子，纳米固体超强酸等为例，让我

2、们一起来看看,作为催化剂他们到底有何用处？一，纳米催化剂应用（1）,纳米金属粒子催化剂。纳米金属粒子作为催化剂已成功地应用到加氢催化反应中。以粒了小于0.3微米的Ni和Cu-Zn合金的超细微粒为主耍成分制成的催化剂，可以使冇机物加氢的效率比传统鎳催化剂高10倍。纳米粒子十分活泼，可以作为助燃剂在燃料中使用，还可以掺杂到高能密度的燃料，如炸药屮，以增加爆炸效率，或作为引爆剂使用。将纳米粉体粒子和半导体粒子混合掺杂到燃料中，可以提高燃烧的效率。目前，纳米铝粉和镰粉已经被用在火箭燃料中作助燃剂，每添加质量分数约为百分Z十的超细铝或鎳微粒，每克燃料的

3、燃烧热可增加一倍。（2）,纳米金属氧化物催化剂。已报道的纳米金属氧化物催化剂有铜銘氧化物、Fe3O4、TiO2等。用超细的Fe3O4微粒为催化剂可以在低温下将CO2分解为C和H20oAlTschope等人用惰性气体冷凝法制备的金属氧化物Ce02催化C0的氧化和S02的还原反应,使反应活性、选择性和热稳定性显著增强。（3）,纳米半导体粒子光催化剂。纳米粉体微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂，纳米半导休比常规半导体光催化活性高得多。目前在光催化降解领域所釆用的光催化剂多为N型半导体材料,如Ti02、ZnO、Fe3O4、Sn02、W03、Cd

4、S等，但由于光腐蚀和化学腐蚀的原因，实用性较好的冇Ti02和ZnO,其中以Ti02的使用最为广泛。Ti02以其活性高、热稳定性好、持续性长、价格便宜、对人体无害等特征倍受人们青睐，成为最受重视的一种光催化剂，目前已广泛用于废水处理、有害气体净化、食品包装、日用品、纺织品、建材和涂料等方面。（4）,纳米固体超强酸催化剂。固体超强酸是指酸度比100%硫酸更强的酸，即Hammett酸度函数H0<-11.93的酸就是超强酸。目前，固体超强酸作为一•类新的催化剂材料已成为国内外研究的热点，由于其制备方法较为简单、稳定性好、催化活性高、易分离、不腐蚀设备

5、、不污染环境，是很冇应用前景的绿色工业催化剂。下面再让我们了解下纳米催化剂在化学电源领域，环境保护领域，能源产业领域等方面的作用。1,纳米催化剂在化学电源中应用纳米催化剂在化学电源屮应用研究主要集屮在把纳米轻烧结构体作为电池电极。采用纳米轻烧结构体作为化学电池、燃料电池和光化学电池的电极，可以增加反应表面积，提高电池效率，减轻重量，有利于电池的小型化。如鎳和银的轻烧结构体作为化学电池等的电极已经得到了应用。2,纳米催化剂在环境保护领域的应用。（1）,光催化空气净化以锐钛矿型纳米Ti02催化剂为代表的光催化空气净化技术具冇室温深度氧化、二次污染

6、小、运行成本低和可利用太阳光为反应光源等优点，再加上纳米Ti02制备成本低、化学稳定性和抗磨损性能良好等优点，在空气尤其是在室内空气的深度净化方面显示出了巨大的应用潜力。（2）,汽车尾气处理COx和N0气体是汽车尾气排放物中的主要污染成分。负载NCsPt-Y-A12O3-CcO2有效地解决了催化剂使用温度范围与汽车尾气温度范围不匹配的问题，催化C0转化率可高达83%。3纳米催化剂在能源产业领域的应用利用阳光分解水，最终制出燃料，但使用的催化剂要么太昂贵，要么很快就失去效川。因此，科学家一直在寻找更便宜、更稳定的催化剂。美国罗切斯特大学的化学家

7、RichardEisenberg和ToddKrauss领衔的研究小组将短冇机链状分子（缩写为DHLA）涂抹到硒化镉纳米粒子上。这样-•来，这种DHLA链的涂层使得纳米粒子能够溶于水。并且，这些单个的链条如此之短，使得催化剂中的傑离子——也存在于溶液中——能够“舒服地”紧挨在一起，足以使纳米粒子牢牢抓住电子，以及将氢气分了“编织”在一起。那么，工厂能够使用阳光分解水分子，制作出燃料。这种催化剂冇望带来能源产业的革新。可见，发展超微粉体催化剂对我们大有用处。二，纳米催化剂的特点纳米催化剂具冇独特的晶体结构及表面特性；纳米催化剂具冇比表面积大、表面

8、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；纳米催化剂述表现出优良的电催化、磁催化等性能。1,表面效应描述催化剂表面特性的参数通常包括颗粒尺寸、比表面积、