納米粒子是指顆粒尺寸為納米量級

1、納米粒子是指顆粒尺寸為納米量級 （ ）的超細粒子 納米催化劑具有大比表面積、高表面能、高度的光學非線性、特異催化性和光催化性等特性， 在一些反應中表現(xiàn)出優(yōu)良的催化性能 因此在催化劑的制備科學中， 納米催化劑的制備和應用已經(jīng)得到人們的廣泛關注 本文主要對國內(nèi)外納米催化劑的制備和應用的最新進展作一簡單綜述. 納米催化劑的制備目前制備納米催化劑的方法很多， 無論采用哪一種方法，制備的納米粒子必須達到如下要求： 表面光潔； 粒子形狀、粒徑及粒度分布可控； 粒子不易團聚； 易于收集， 產(chǎn)率高 制備納米催化劑的常用方法如下 溶膠 凝膠法溶膠 凝膠法是指金屬有機或無機化合物經(jīng)過溶膠 凝膠化和熱處理形成氧化物

2、或其他固體化合物的方法 其過程是： 用液體化學試劑 （或粉狀試劑溶于溶劑中）或溶膠為原料， 而不是傳統(tǒng)的粉狀物為反應物， 在液體中混合均勻并進行反應， 生成穩(wěn)定無沉淀的溶膠體系， 放置一定時間形成凝膠， 經(jīng)脫水處理得產(chǎn)品 常溶膠 凝膠法用于催化材料的制備是近幾年才開始的 已有研究表明該法的優(yōu)點是：） 制備的均勻度高， 尤其多組分的制品均勻度可達分子或原子水平；） 金屬組分高度分散于載體， 使催化劑具有高活性和抗結碳能力；） 能夠較容易的控制材料的組成 該法存在的問題是： 原料成本高， 在制備各種單組元或復合物時原料的選擇十分重要 例如從正硅酸乙酯， 異丙醇鋁叔丁醇水解制備硅鋁催化劑時的一個重要

3、問題是如何調(diào)整不同類型的鹽水解速率相差較大的問題， 這方面已有一些報道 沉淀法沉淀法是在液相中將化學成分不同的物質(zhì)混合， 再加入沉淀劑使溶液中的金屬離子生成沉淀，對沉淀物進行過濾、洗滌、干燥或煅燒制得所需產(chǎn)品 沉淀法包括直接沉淀法、共沉淀法、均勻沉淀法、配位沉淀法等， 其共同特點是操作簡單、方便 浸漬法將載體置于含活性組分的溶液中浸泡達到平衡后將剩余液體除去 （或?qū)⑷芤喝拷牍腆w）， 再經(jīng)干燥， 煅燒， 活化等步驟得到所需產(chǎn)品 劉渝 等將自制的納米級 先后浸漬于 和 （） 溶液中， 待浸漬達平衡后取出， 經(jīng)高溫煅燒后得到負載型 催化劑 劉曉紅等合成了一系列的二氧化鋯水溶膠，再用浸漬法擔載 的

4、 ， 制得的 可用于由丙酮合成甲基異丁基酮（）二異丁基酮（）的還原縮合反應； 通過調(diào)節(jié)催化劑的表面酸性， 可以選擇所需要的產(chǎn)物（ 或 ） 微乳液法微乳液法首先需要配制熱力學穩(wěn)定的微乳液體系，然后將反應物溶于微乳液中，使其在水核內(nèi)進行化學反應， 反應產(chǎn)物在水核中成核、生長， 去除表面活性劑， 將得到的固體粗產(chǎn)物在一定溫度下干燥、焙燒， 即可得到所需產(chǎn)品 湯皎寧等以可溶性鋯鹽為水相， 環(huán)己烷為油相，聚乙二醇辛基醚為乳化劑， 正戊醇為助乳化劑的微乳液制得了粒徑小于 的單斜相超微 粒子 該法制得的粒子具有分布均勻、敏感性強、無硬團聚等優(yōu)點 離子交換法首先，對沸石、 等載體表面進行處理， 使、等活性較強

5、的陽離子附著在載體表面上， 然后將此載體放入含 （） 等貴金屬陽離子基 團的溶液中， 通過置換反應使貴金屬離子占據(jù)活性陽離子原來的位置， 在載體表面形成貴金屬納米微粒 水解法首先， 在高溫下將金屬鹽溶液水解，生成水合氧化物或氫氧化物沉淀， 再將沉淀產(chǎn)物加熱分解得到納米顆粒 該方法可分為無機水解法、金屬醇鹽水解法和噴霧水解法等 水解法具有制備工藝簡單、化學組成可精確控制、粉體性能重復性好、收率高等優(yōu)點，缺點是成本較高 等離子體法應用等離子體活化手段不僅可以活化化學不活潑分子， 還可以解決熱力學上受限反應的問題 利用冷等離子體特有的熱力學非平衡特性， 可使催化劑制備和活化過程低溫化、高效化將使用等

6、離子體方法制得的納米 ， ， ， ， 顆粒， 按一定比例與載體加入自制的加載裝置內(nèi)混合， 在機械力作用下可形成均勻、牢固的負載型納米金屬催化劑 微波合成法在微波輻射作用下， 金屬鹽或醇鹽溶液能直接分解，生成超細金屬氧化物或硫化物粉體， 該方法操作簡便， 產(chǎn)物粒徑分布窄、形態(tài)均一， 具有其它方法不可比擬的優(yōu)越性 惰性氣體蒸發(fā)法惰性氣體蒸發(fā)法是在低壓的惰性氣體中， 加熱金屬使其蒸發(fā)后形成納米微粒 納米微粒的粒徑分布受真空室內(nèi)惰性氣體的種類， 氣體分壓及蒸發(fā)速度等的影響， 通過改變這些因素， 可以控制微粒的粒徑大小及其分布.納米催化劑的應用 在氧化還原反應中的應用 在加氫還原反應中的應用用納米鈀（）

7、負載于 上， 在常溫、常壓下催化 己烯加氫反應， 生成己烷， 己烷選擇性率為 在相同反應時間及反應條件下，常用的鈀催化劑只能得到 的己烷、的己烯異構體和的 己烯 左東華等用氫電弧等離子體法制得的納米鈀， 與齊魯石化公司提供的化學法浸漬的鈀 在丁二烯選擇性加氫反應中進行了比較， 結果表明當反應溫度在 范圍時， 加氫活性和選擇性明顯高于化學浸漬法制備的鈀 在氧化反應中的應用以往在有機氧化反應中所采用的氧化劑大多有一定毒性， 因此多年來研究者一直在尋求高性能、低成本、低（無）毒、可回收的催化劑 等的研究結果表明， 對于乙烷催化氧化脫氫反應， 納米 催化劑較之常規(guī) 可以在較低的反應溫度發(fā)揮更好的催化作

8、用 納米催化劑在化學電源中的應用納米催化劑在化學電源中應用研究主要集中在把納米輕燒結構體作為電池電極 采用納米輕燒結體作為化學電池、燃料電池和光化學電池的電極，可以增加反應表面積， 提高電池效率， 減輕重量，有利于電池的小型化 如鎳和銀的輕燒結體作為化學電池等的電極已經(jīng)得到了應用 納米的鎳粉、銀粉、納米微粒的燒結體作為光化學電池和銼電池的電極也得到深度開發(fā) 等制備了以 碳為基底的納米 催化劑， 可用作燃料電池的催化劑， 效果比較理想 納米 粉、 粉的輕燒結體也可作為化學電池、燃料電池和光化學電池的電極， 可以有效地增大與液相或氣體之間的接觸面積，增加電池效率， 有利于電池小型化 環(huán)境保護領域的

9、應用 光催化降解 可將水或空氣中的有機污染物完全降解為二氧化碳、水和無機酸， 已廣泛地應用于廢水、廢氣處理， 并且在難降解的有毒有機物的礦化分解等方面也比電催化、濕法催化氧化技術有著顯著優(yōu)勢 文獻中報道以 為載體， 在 與 之間包裹 ， 制備了磁性納米復合催化劑， 既維持了光催化劑懸浮體系的光催化效率， 又可利用磁性處理技術回收光催化劑 納米 也是一種很好的光催化劑， 在紫外光照射下， 既能殺死微生物， 又能分解微生物賴以生存、繁衍的有機營養(yǎng)物， 從而達到殺菌和抗菌的目的 尾氣處理 和 是汽車尾氣排放物中的主要污染成分負載型 有效地解決了催化劑使用溫度范圍與汽車尾氣溫度范圍不匹配的問題，催化 轉(zhuǎn)化率