納米技術(shù)在石油化工催化劑領(lǐng)域的研究進展

李衛(wèi)紅（中石化催化劑（北京）有限公司， 北京 102400）

納米技術(shù)在石油化工催化劑領(lǐng)域的研究進展

李衛(wèi)紅（中石化催化劑（北京）有限公司， 北京 102400）

隨著我國經(jīng)濟不斷發(fā)展，石油化工行業(yè)取得了進一步發(fā)展。催化劑作為石油化工日常生產(chǎn)過程中不可缺少的一部分，在提高工作效率和質(zhì)量等方面具有重要作用。但是，傳統(tǒng)催化劑靈活性較差，而納米技術(shù)作為一項新型技術(shù)，將其運用于催化劑中，能夠顯著提升催化效果。本文將對納米技術(shù)與催化劑概念進行分析和研究，并闡述納米技術(shù)在石油化工催化劑領(lǐng)域中的發(fā)展。

納米技術(shù)；石油化工；催化劑；進展

近年來，在科學技術(shù)蓬勃發(fā)展背景下，納米技術(shù)與信息技術(shù)和生物技術(shù)并稱為21世紀三大發(fā)明，并受到越來越多的關(guān)注，其在石油化工催化劑領(lǐng)域研究中的應用，取得了良好的成效。因此，加強對納米技術(shù)在催化劑領(lǐng)域中發(fā)展的研究具有現(xiàn)實意義。

1　納米技術(shù)與催化劑概述

納米技術(shù)主要是指用單個原子、分子制造物質(zhì)的科學技術(shù)，其研究結(jié)構(gòu)極小，尺寸在0.1至100納米范圍內(nèi)。其是由現(xiàn)代科學和技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，并產(chǎn)生了一系列新學科，例如：納米物理學、納米生物學等。

催化劑主要是指在化學反應過程中，能夠改變反應物的反應速度，且不改變化學平衡、質(zhì)量及性質(zhì)的物質(zhì)。催化劑技術(shù)在石化工業(yè)發(fā)展過程中占據(jù)著不可替代的位置。

納米技術(shù)應用于催化劑當中，主要是由于納米晶粒，表面活性較多，能夠提高反應速度，且沒有孔隙，避免出現(xiàn)副反應，另外，納米催化劑能夠直接添加到液體當中，即便產(chǎn)生熱量向外擴散，也能夠確保局部不會失去活性。一般情況下，主要包括兩類：一類是金屬納米粒子催化劑，主要是將貴金屬作為基礎(chǔ)，例如：鉑、銀等，另一類是將氧化物作為基礎(chǔ)，并利用活性等手段，結(jié)合化學反應歷程研發(fā)的納米材料催化劑。

2　納米技術(shù)在石油化工催化劑領(lǐng)域中的發(fā)展

（1）煉油方面 首先，加氫催化劑。在相關(guān)部門研究制備的納米鈀催化劑，能夠?qū)崿F(xiàn)對裂解汽油的催化，相對于傳統(tǒng)催化劑而言，該催化劑具有活性中心多、顆粒小等優(yōu)勢，在提高催化效果等方面具有積極作用，不僅如此，該類催化劑成本較低，在制備過程中，不會產(chǎn)生廢氣、廢水等污染物，避免對環(huán)境的污染，符合我國提倡的低碳環(huán)保理念。

其次，脫硫催化劑。主要是將特定標準的鈦酸鈷作為基礎(chǔ)，并輔助多孔硅膠或者陶瓷制備催化劑，以此來提高催化效率，利用這種催化劑，能夠有效降低燃油中的硫，促使其符合國家標準，最大程度上減少對環(huán)境的污染，另外，還有一種納米二硫化鉬催化劑，其脫硫效果更為明顯［1］。

最后，納米分子篩。納米分子篩擁有的超微粒子，其自身物理、化學等性質(zhì)都高于普通尺寸的分子篩。據(jù)相關(guān)研究表明，外表活性中心和外露晶胞納米分子篩，由于其孔道等向外分布，在反應過程中，能夠發(fā)揮更大能力，并盡量減少堵塞。這種催化劑自身優(yōu)勢，將會擁有更為廣闊的發(fā)展前景。

（2） 化工方面 加氫催化劑在環(huán)辛二烯、硝基苯液及丁二烯等化工反應中都具有廣泛應用。另外，在其他方面也表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。

①納米銅及鎳能夠?qū)σ胰策M行催化，并實現(xiàn)聚合反應，由于納米銅和鎳自身具有較高的催化活性，且催化后的產(chǎn)物能夠產(chǎn)生一種新型物質(zhì)，纖維狀彈性體，并帶有導電性。

②石腦油轉(zhuǎn)變?yōu)榉紵N。

③納米鉑在乙烯氧化反應過程中，將溫度從600攝氏度降至室溫。

④相關(guān)研究部門研發(fā)的一種低成本、且高效的納米顆粒催化劑，能夠進行環(huán)氧化反應，并在聚合物、醫(yī)藥等生產(chǎn)過程中發(fā)揮著積極作用。相對于傳統(tǒng)環(huán)氧化催化劑，具有更為高效的轉(zhuǎn)化效率，即便二者基礎(chǔ)材料一樣，但是，新型催化劑選擇性能夠高達90%，且成本更低，在實際應用過程中，不僅能夠以較少資金投入，還能夠創(chuàng)造更大價值。因此，將會受到越來越多的關(guān)注。

⑤一氧化碳與二氧化硫的還原。另外，針對一氧化碳尾氣的處理，納米材料催化劑也同樣發(fā)揮著積極作用。

二氧化碳的處理，利用納米三氧化二鐵催化劑能夠有效控制溫度，避免二氧化碳對環(huán)境的影響，營造良好的環(huán)境。碳納米管催化劑的出現(xiàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)對丙烯氫進行反應，在與其他催化劑效果進行對比過程中，該催化劑轉(zhuǎn)化效率更高，且在區(qū)位選擇性方面表現(xiàn)良好。將氧化鎂等作為基礎(chǔ)的催化劑，將其融入到鉀催化劑當中，并加入到反應池中，能夠?qū)崿F(xiàn)先活化，后反應目的，由于其表面更接近堿性，有助于生成氨脫附。

我國針對納米材料的研究較為重視，且對納米材料研究范圍較廣，例如：納米涂料、橡膠等都進行了深入分析和研究，并取得了一定成績，且低于鐵、鋅等金屬納米粉的產(chǎn)品種類較多，能夠與國家先進水平相接軌，未來，將會進一步發(fā)展［2］。

3　結(jié)語

根據(jù)上文所述，納米技術(shù)作為一項嶄新的技術(shù)，在推進石油化工領(lǐng)域發(fā)展方面占據(jù)十分重要的位置。因此，相關(guān)研究者要加強對納米技術(shù)的研究，掌握技術(shù)核心，并將其與石油化工相關(guān)技術(shù)有機結(jié)合，制備性能更好地催化劑，提高反應效率和質(zhì)量，從而推動我國石油化工事業(yè)可持續(xù)、健康發(fā)展。

［1］賀會群，張洪川.納米技術(shù)在石油領(lǐng)域的獨特應用與前景展望［J］.江漢機械研究所，2010，18（03）：259-261.

［2］張園力，王桂香，吳東.堿土金屬修飾Al2O3的表面熱穩(wěn)定性［J］.物理化學學報，2012，20（05）：12-14.

李衛(wèi)紅（1980- ），女，漢，山東菏澤，大專。2003年畢業(yè)于承德石油高等專科學校，精細化工。2003年就職于中石化催化劑（北京）有限公司，工程師，研究方向：化工催化劑。