納米材料在石油化工中的應(yīng)用進(jìn)展

趙洪

摘? 要：納米材料結(jié)構(gòu)上的納米尺寸使得它們有很多優(yōu)良的性能。納米材料應(yīng)用于石油化工領(lǐng)域中，使石油化工行業(yè)取得了飛速的發(fā)展。綜述了納米材料在石油化工行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，并對其在石化領(lǐng)域的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：納米材料石油化工;應(yīng)用進(jìn)展;潤滑油

在21世紀(jì)，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，納米技術(shù)與生物技術(shù)和信息技術(shù)一起被稱為偉 大的三項(xiàng)發(fā)明，自20世紀(jì)80年代開發(fā)出納米材料，便成為各國關(guān)注的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。納米技術(shù)是主要研究在0.1 ～ 100 nm結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)，用單個的分子、原子來制備產(chǎn)物的技術(shù)U-2。石油化工是隨石油煉制工業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)的新興產(chǎn)業(yè)，隨著科技的發(fā)展與進(jìn)步，石油化工產(chǎn)業(yè)逐漸成為不可或缺的重要支柱產(chǎn)業(yè)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要推動力。石油化工產(chǎn)業(yè)技術(shù)密集，經(jīng)濟(jì)總量大，產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于人民生活、國民經(jīng)濟(jì)、國防科技等各個領(lǐng)域。隨著納米技術(shù)在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用，推動石油化工研究取得了巨大的成效，因此，加強(qiáng)對納米技術(shù)在石油化工領(lǐng)域中發(fā)展的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、納米材料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1、納米材料的結(jié)構(gòu)

范圍都極為細(xì)或微小，比分子表面積總和還略大，表面原子比例往往更高，具有許多其自己獨(dú)特性質(zhì)的表面電子物質(zhì)的微觀運(yùn)動與分布狀態(tài)、表面效應(yīng)現(xiàn)象和宏觀量子體積效應(yīng)，表現(xiàn)出有許多宏觀尺度的微觀量子隧道效應(yīng)現(xiàn)象和微觀量子尺寸效應(yīng)，這些納米化學(xué)結(jié)構(gòu)功能表面上所獨(dú)一無二的納米物理特點(diǎn)也就會使這種納米材料本身則具有著其他很多方面更為優(yōu)良及卓越的特性。

2、納米材料的性質(zhì)

（1）強(qiáng)化力學(xué)反應(yīng)性質(zhì)：納米材料晶粒間的最小粒徑通常均為亞納米級，性質(zhì)也往往為非常的穩(wěn)定與活潑，有許多為很的高強(qiáng)韌度的超弱化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)。如在高溫空氣介質(zhì)條件中納米級粒徑以下的金屬材料晶粒中可以立即地發(fā)生劇烈高溫下氧化的腐蝕化反應(yīng)，劇烈的氧化作用的主要結(jié)果就是伴隨反應(yīng)的金屬表面有了強(qiáng)烈氧化發(fā)光現(xiàn)象及氧化燃燒等腐蝕現(xiàn)象發(fā)生等;例如將45納米或nm級別以下的金屬TiN納米的晶粒在高溫空氣環(huán)境條件中受熱分解即經(jīng)可燃材料灼燒就可得金屬TiO納米晶粒。（）表面催化的表面性質(zhì)：納米粒子表面比分子表面積要稍略大、表面結(jié)構(gòu)上的原子配位不足等許多特殊物理性質(zhì)均可以誘致使同時存在與其表面催化分子表面區(qū)域內(nèi)的原子活性中心濃度顯著或增多，從而將會促使其他一些納米粒子變得更加地具有其表面的催化表面活性。納米粒子催化劑如果體內(nèi)沒有孔隙納米催化劑，可完全通過直接反應(yīng)方式加入到反應(yīng)體系，不必另采用其他外源參加載體。另外，納米粒子催化劑制成的催化劑表面通常也變得比較的均勻與粗糙，可以在短期內(nèi)顯著地擴(kuò)大可催化的反應(yīng)面積。（3）納米的光催化還原反應(yīng)的性質(zhì)：納米材料表面上可以同時充分的吸收到各種有機(jī)光能，使納米材料表面對于其有機(jī)的表面氧化分解與催化還原反應(yīng)作用能力將進(jìn)一步大大增強(qiáng)，從而同樣也大大有利于進(jìn)行光電與催化的還原反應(yīng)。粒徑尺度范圍越是窄小，光催化性反應(yīng)也越強(qiáng)，反應(yīng)后升溫氧化速度就將相對越快。此外，納米材料表面通常特性還要求納米材料具有較高的表面比釋熱、高表面比釋塑性、高硬.度、高導(dǎo)電率能和高極高鐵磁化率能等另外一些較優(yōu)異的表面物理化學(xué)特性。隨著未來科學(xué)家們對優(yōu)異納米材料性能進(jìn)行的更進(jìn)一步深入的深入和分析與研究，相信在將來我們還會看到逐漸會有更多新的優(yōu)異的納米材料的優(yōu)異性功能也被我們呈現(xiàn)出來了出來"。

二、納米材料在石油化工中的應(yīng)用

1、催化劑

在當(dāng)今進(jìn)行各種石油天然氣產(chǎn)品提煉、化工原料等的研究生產(chǎn)與應(yīng)用開發(fā)及相關(guān)化工合成材料的研究生產(chǎn)開發(fā).使用等過程中，都極可能都需要通過大量研究加入的新型合成催化劑技術(shù)應(yīng)用來以顯著的提高各種石化研究生產(chǎn)開發(fā)綜合運(yùn)行效率和社會效益及企業(yè)綜合規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益，催化新技術(shù)材料研究應(yīng)用技術(shù)也是成為當(dāng)前我國石油化工技術(shù)研發(fā)生產(chǎn)和研究工作的技術(shù)核心。隨著全球工業(yè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)全球化浪潮的持續(xù)進(jìn)一步地高速深化與深入發(fā)展，石油化工領(lǐng)域范疇內(nèi)相關(guān)的一系列高性能的催化與新材料及其研究手段也同時都一直在繼續(xù)進(jìn)行和不斷地進(jìn)行發(fā)展科技進(jìn)步技術(shù)與高新技術(shù)產(chǎn)品的創(chuàng)新，并都必將有效推動促進(jìn)中國在石油化工領(lǐng)域產(chǎn)品上的持續(xù)清潔地生產(chǎn)能力及使用效率都得到持續(xù)大幅度有效地的提高B8-9納米粒子催化劑對化學(xué)反應(yīng)的大多數(shù)催化反應(yīng)，如催化還原氧化反應(yīng)、裂解反應(yīng)、還原及加氫反應(yīng)中都能發(fā)現(xiàn)有著相對較高的比例的催化劑選擇性含量和催化劑活性。納米催化劑正因?yàn)樗鼈冏陨淼膹?fù)雜穩(wěn)定的納米物理性質(zhì)特點(diǎn)也決定了它其催化反應(yīng)的選擇性譜率和化學(xué)活性度均會比許多常規(guī)或傳統(tǒng)無機(jī)金屬催化劑材料都會要有明顯差別高出幾倍得乃至要的多，因此我們說它至少還在我國未來在石油化工領(lǐng)域中將會有著其更加的廣闊與深遠(yuǎn)的潛在商業(yè)化及應(yīng)用市場發(fā)展前景。

2、潤滑油添加劑

納米潤滑油體是指一種通過運(yùn)用超納米加工技術(shù)而可使納米原潤滑油分子結(jié)構(gòu)形式發(fā)生了顯著地改變的新型超高納米純化的石油產(chǎn)品，以超納米原潤滑油體作為油帶載而得到日益廣泛有效地工業(yè)應(yīng)用。體因可以同時把由各種新金屬組成的超納米小油分子直接地帶載到各種金屬表面中而逐漸發(fā)揮起了其的最優(yōu)良作用。

3、塑料

塑料產(chǎn)品是指我國各種典型特殊用途制成的各種新型的石油化工產(chǎn)品，在國內(nèi)整個及國民經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)等社會各個特殊經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域用上塑料的各種產(chǎn)品及應(yīng)用領(lǐng)域均變得十分地迅速而廣泛，但是較于普通工業(yè)用途而言的塑料產(chǎn)品則一般要求不需耐高溫，且其產(chǎn)品本身抗剪、抗擠壓力能及其表面耐磨性則很差。將改性納米CaCO，和改性ZnO等添加于助劑添加到改性塑料的產(chǎn)品過程體系中，可使其該改性產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上的可拉伸的強(qiáng)度特性和結(jié)構(gòu)致密性等均可以明顯和程度的得到了很大地改善，還將同時又可使其該產(chǎn)品過程自身的具有了諸如抗老化、殺菌防腐等良好的化學(xué)特性。

三、結(jié)束語

隨著納米材料和納米技術(shù)在石油化工中的應(yīng)用及其潛力的展示，納米材料和納米技術(shù)的研究越來越受到人們的重視。盡管在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用前景非常好，但實(shí)際應(yīng)用過程中還有許多問題需要解決。

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