煉油廢氣處理中納米催化劑的運(yùn)用

解曉敏（臨沂市生態(tài)環(huán)境局沂水縣分局，山東 臨沂276400）

隨著科技的進(jìn)步，納米材料研究方面也有了很大的突破，在煉油廢氣處理的時(shí)候，根據(jù)納米材料支部的納米催化劑已經(jīng)成為了其關(guān)鍵。利用納米材料本身所具備的表面效應(yīng)、體積效應(yīng)和宏觀(guān)量子隧道效應(yīng)所產(chǎn)生的化學(xué)活性非常大，能夠切實(shí)提高催化的效益?，F(xiàn)在，世界上很多國(guó)家都認(rèn)為研發(fā)納米催化劑是21世紀(jì)的重要發(fā)現(xiàn)。并且在很多領(lǐng)域中，納米催化劑也很好的應(yīng)用了進(jìn)去，特別是煉油廢氣處理方面應(yīng)用更加的廣泛。

1 納米催化劑簡(jiǎn)介

納米催化劑本身便是粒子低于0.3μm 的金屬鈉和銅鋅合金極細(xì)微粒作為主要成分進(jìn)行開(kāi)發(fā)和研制的催化劑。通過(guò)研究可以發(fā)現(xiàn)，若是微粒粒徑從10nm減小到1nm的時(shí)候，其表面原子數(shù)會(huì)從以往的20%增加到90%，這不但會(huì)導(dǎo)致表面原子出現(xiàn)嚴(yán)重的配位數(shù)不足、不飽和鍵和表面的缺陷會(huì)嚴(yán)重的增加，并且表面張力也會(huì)有明顯的增加，這會(huì)導(dǎo)致表面原子的穩(wěn)定性比較差，這便非常容易結(jié)合其他原子來(lái)降低原子本身的表面張力，所以，納米催化劑切實(shí)提高了催化劑的效率。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，納米催化劑的效果是鎳催化劑的十倍。和質(zhì)量相同的普通金屬相比，納米催化劑粒子表面積非常大是普通金屬的千倍。因?yàn)榧{米金屬本身的表面積非常大，吸附力也非常大，其所具備的催化作用也非常大。在進(jìn)行納米催化劑制作的時(shí)候，其基礎(chǔ)是納米材料，所以，納米催化劑本身所具備的納米結(jié)構(gòu)是其他催化劑所不具備的[1]。也正是因?yàn)榧{米催化劑具有納米結(jié)構(gòu)，直接決定了納米催化劑本身的高催化性以及選擇性?，F(xiàn)在，在工業(yè)生產(chǎn)以及環(huán)境保護(hù)中，納米催化劑已經(jīng)運(yùn)用的非常廣泛。

2 制備納米催化劑的方法分析

當(dāng)前，在進(jìn)行納米催化劑制備的時(shí)候，主要方法有三種，分別是氣相法、固相法以及液相化學(xué)合成法。這三種方法都有各自的特點(diǎn)以及應(yīng)用的領(lǐng)域。筆者下面對(duì)這三種制備方法進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

2.1 通過(guò)氣相法進(jìn)行納米催化劑制備

當(dāng)前進(jìn)行納米催化劑制備的時(shí)候，工業(yè)上主要選擇的氣相法有下面幾種，分別是濺射法、化學(xué)氣相沉積法、活性氫和熔融金屬反應(yīng)法以及氣體冷凝法等。其中運(yùn)用最廣泛的方法是化學(xué)氣相沉積法，也就是我們平時(shí)所說(shuō)的CVD。這種方法的原料是氣體，利用化學(xué)反應(yīng)能夠在氣相中形成物質(zhì)基本粒子，在景觀(guān)成核和生長(zhǎng)之后，這些粒子能夠形成納米催化劑。利用化學(xué)氣相法進(jìn)行納米催化劑的制備，不但獲得的粒子純度非常的高，并且粒度也特別均勻?，F(xiàn)在在間納米催化劑制備的時(shí)候，化學(xué)氣相沉積法已經(jīng)應(yīng)用的非常廣泛。

2.2 納米催化劑制備的時(shí)候液相化學(xué)合成法的運(yùn)用

在進(jìn)行納米催化劑制備的時(shí)候，比較常用的液相合成法有下面幾種，分別是水熱法、沉淀法、離子交換過(guò)程和溶劑揮發(fā)分解法以及噴霧法等等。這些化學(xué)合成法能夠和一種甚至是多種可以溶解的金屬類(lèi)根據(jù)量來(lái)進(jìn)行制備和溶和，將金屬中的元素能夠在溶液中比較均勻的分散成為離子或者分子的形式，并通過(guò)水解、升華、蒸發(fā)以及沉淀劑等，把金屬離子的結(jié)晶沉淀出來(lái)，最后需要將沉淀物或者是晶體進(jìn)行脫水或者是加熱分解，從而得到納米催化劑。通過(guò)這種方法進(jìn)行納米催化劑制備的時(shí)候，方法比較簡(jiǎn)單，并且條件比較溫和，能夠獲得較高的產(chǎn)出率。并且，通過(guò)這種方法，不但能夠進(jìn)行某種成本的納米催化劑的制備，還能夠?qū)⑵浜铣沙蔀閺?fù)合型納米催化劑。但是這種方法所制備的納米催化劑本身的純度較低，并且其中包含較多的雜質(zhì)，粒度也并不均勻。

2.3 納米催化劑制備的時(shí)候固相法的使用

在進(jìn)行納米催化劑制備時(shí)，使用比較廣泛的固相法包含了下面幾種，分別是固相反應(yīng)法、物理粉碎法以及機(jī)械球磨法等[2]。物理粉碎法以及機(jī)械球磨法的優(yōu)點(diǎn)是操作起來(lái)比較簡(jiǎn)單，并且操作方法也容易學(xué)，缺點(diǎn)是在進(jìn)行催化劑制備的時(shí)候，純度不夠高，并且粒度分布也不夠均勻。和傳統(tǒng)的固相法相比，現(xiàn)在人們已經(jīng)進(jìn)行了新固相反應(yīng)合成法的研制，這種方法制備的時(shí)候比較簡(jiǎn)單，并且產(chǎn)率也特別高，實(shí)用價(jià)值較高。

3 煉油廢氣處理中納米催化劑的運(yùn)用分析

煉油的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生很多的有害甚至是有毒的氣體，這些氣體會(huì)給人的身體以及生活環(huán)境造成嚴(yán)重的威脅。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們生活水平的提高，人們對(duì)于環(huán)境愈加關(guān)注，對(duì)于生活質(zhì)量的要求也在不斷提高。怎樣做好煉油廢氣的處理已經(jīng)成為了很多人都非常關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。隨著社會(huì)科技的發(fā)展，人們對(duì)納米材料的研究方面也愈加的深入，在各個(gè)領(lǐng)域中，納米催化劑的應(yīng)用都比較的廣泛，特別是進(jìn)行煉油廢氣處理的時(shí)候，其效果更是非常出色。在煉油廢氣處理的時(shí)候，若是能夠?qū)⒓{米催化劑使用進(jìn)來(lái)，憑借其強(qiáng)大的催化作用，能夠切實(shí)提高廢氣處理的質(zhì)量和效率。

首先，在煉油的過(guò)程中將納米催化劑運(yùn)用進(jìn)去，能夠很好的對(duì)廢氣進(jìn)行溶劑吸收，在進(jìn)行預(yù)處理之后，通過(guò)氣體分配器能夠?qū)U氣均勻的分布到含有足夠催化劑的容器中去，這個(gè)環(huán)節(jié)需要確保進(jìn)入到催化劑中的氣體量基本相同，并且還需要填充混合不同的廢氣，經(jīng)過(guò)納米催化劑對(duì)其進(jìn)行處理、氣體間產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)能夠把煉油廢氣轉(zhuǎn)化成為不會(huì)給人體以及環(huán)境造成威脅的無(wú)害氣體。其次，通過(guò)納米催化劑能夠?qū)⑺谢蛘呖諝庵刑N(yùn)含的有機(jī)污染物降解成為水、二氧化碳以及無(wú)機(jī)酸[3]。對(duì)于那些降解比較困難的有毒有機(jī)物礦化分解上，其優(yōu)勢(shì)也超過(guò)了濕法催化氧化技術(shù)以及電催法。通過(guò)研究相關(guān)的文獻(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)，利用Fe3O4為載體，在Fe3O4與TiO2之間包裹SiO2，進(jìn)行磁性納米復(fù)合催化劑的制作，不但能夠確保效率能夠達(dá)到光催化劑懸浮體所取得的催化效率，還可以，通過(guò)磁性處理技術(shù)來(lái)進(jìn)行光催化劑的回收，并且納米ZrO2本身也是也是一種比較出色的光催化劑，受到紫外線(xiàn)照射的時(shí)候，不斷能夠?qū)⑽⑸餁⑺?，還可以將微生物生存以及繁衍的合適的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物分解，不但能夠殺菌還能夠很好的抗菌。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)科技的發(fā)展，人們對(duì)納米材料的研究方面也愈加的深入，在各個(gè)領(lǐng)域中，納米催化劑的應(yīng)用都比較的廣泛，特別是進(jìn)行煉油廢氣處理的時(shí)候，其效果更是非常出色。文章主要分析了納米催化劑的概念、制備方式和其在進(jìn)行煉油廢氣處理中的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)其功效的認(rèn)識(shí)也愈加深刻。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們對(duì)于納米催化劑的研究也會(huì)不斷的深入，隨著時(shí)間的推移，納米催化劑的作用也會(huì)不斷增加，其在催化領(lǐng)域中的作用也會(huì)不斷增加。