基于工業(yè)催化視域分析分子篩催化劑發(fā)展研究

喻勇宏

摘 要：隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，工業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)當(dāng)前重要的組成部分，為了滿(mǎn)足人民處于當(dāng)前社會(huì)形勢(shì)下要求的高標(biāo)準(zhǔn)高質(zhì)量工業(yè)，分子篩催化劑在工程中的運(yùn)用及發(fā)展方向關(guān)乎著工業(yè)的發(fā)展。我國(guó)雖然隨著國(guó)家發(fā)展運(yùn)勢(shì)在工業(yè)方面做出了許多次改革和創(chuàng)新，但是分子篩催化劑的研究方向尤為重要，它關(guān)乎著我國(guó)當(dāng)下形勢(shì)工業(yè)總體各個(gè)方面的發(fā)展。該文通過(guò)對(duì)分子篩催化劑的現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展所將要面對(duì)的問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，進(jìn)而對(duì)分子篩催化劑的多種分子篩催化劑的具體應(yīng)用及發(fā)展前景做出了探討。從而基于工業(yè)催化視域分析分子篩催化劑的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：工業(yè)催化視域 分子篩催化劑 工業(yè)發(fā)展

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ426 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）04（c）-0082-02

在工業(yè)化工中，無(wú)論是哪個(gè)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展步驟都離不開(kāi)催化劑，催化劑在化工工業(yè)中占據(jù)著不可或缺的重要地位。早在20世紀(jì)，分子篩催化劑就已經(jīng)被應(yīng)用于化工工業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展中，分子篩催化劑所起到的作用有效地改善了在石化煉油等化工工業(yè)的過(guò)程中所產(chǎn)生的弊端性問(wèn)題，使得石化煉油等工業(yè)隨著時(shí)代的發(fā)展而發(fā)展，充分地體現(xiàn)了分子篩催化劑的高效經(jīng)濟(jì)性、安全性、可靠性。隨著時(shí)代的進(jìn)步，我國(guó)的化工工業(yè)中石油等可用資源已經(jīng)發(fā)生了資源短缺的情況，如不再加以改善，將會(huì)造成嚴(yán)重的后果。因此，在工業(yè)發(fā)展進(jìn)程中通過(guò)采取有效措施針對(duì)當(dāng)前問(wèn)題，并依據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況從工業(yè)的各個(gè)方面入手，減少其能源消耗，正確利用分子篩催化劑，促進(jìn)我國(guó)化工工業(yè)能源的有效利用。

1 我國(guó)目前工業(yè)化工分子篩催化劑的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展面對(duì)問(wèn)題

1.1 分子篩催化劑的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀

沸石類(lèi)分子篩催化劑早在20世紀(jì)50年代就已經(jīng)被大量使用，并且在化工行業(yè)得到了廣泛使用和有效傳播。隨著沸石分子篩催化劑的廣泛使用，美國(guó)的Mobil公司通過(guò)沸石分子篩催化劑研發(fā)了一系列的人工合成的沸石催化，從而在工業(yè)化工石油的提煉過(guò)程中得以有效運(yùn)用，發(fā)揮了其催化劑的重要作用，有效地解決了化工工業(yè)過(guò)程中石油短缺的問(wèn)題，在一定程度上提高了石油等資源的利用率[1]。實(shí)行此項(xiàng)化工工業(yè)的重要措施，使得沸石分子篩催化劑在化工工業(yè)中得到了廣泛運(yùn)用，促使了工業(yè)催化技術(shù)進(jìn)入了白熱化發(fā)展階段，由此分子篩催化劑達(dá)到了應(yīng)用的完勝時(shí)期，從而推動(dòng)了工業(yè)化工企業(yè)的發(fā)展。而在另一層面，沸石類(lèi)分子篩催化劑在工業(yè)中的運(yùn)用中所產(chǎn)生問(wèn)題也隨著工業(yè)的發(fā)展顯露出來(lái)，沸石類(lèi)分子篩催化劑占據(jù)了所有種類(lèi)的分子篩催化劑總量的80 %，使用數(shù)據(jù)十分龐大，由此沸石分子篩催化劑的應(yīng)用極大地推動(dòng)了化工工業(yè)的發(fā)展進(jìn)程，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 分子篩催化劑發(fā)展所存在問(wèn)題

由于我國(guó)科技的飛速發(fā)展，在其不斷進(jìn)步的過(guò)程中對(duì)各類(lèi)能源的需求也隨之增加，由于石油資源的缺失問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，供需所產(chǎn)生的矛盾也在不斷擴(kuò)大。與此同時(shí)，科技的不斷創(chuàng)新和發(fā)展給化工工業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展帶來(lái)了技術(shù)創(chuàng)新，化工過(guò)程中原材料的開(kāi)發(fā)和使用正在發(fā)生著一定的改變，使得石油的代替性能源在化工利用過(guò)程中越來(lái)越重要。由于我國(guó)當(dāng)前嚴(yán)重的能源短缺，國(guó)家在對(duì)待能源環(huán)保的要求也越來(lái)越高，從而推動(dòng)化工工業(yè)的產(chǎn)業(yè)技術(shù)加以創(chuàng)新，從而促使利用新技術(shù)來(lái)達(dá)到能源的開(kāi)發(fā)和使用，盡快解決能源不足在化工工業(yè)中所造成的困境。

2 多種類(lèi)分子篩催化劑的具體應(yīng)用

2.1 手性催化劑

在當(dāng)前化工工業(yè)發(fā)展過(guò)程中，所關(guān)注的是研究過(guò)程中的高選擇性化工反應(yīng)，在一些工業(yè)合成的過(guò)程中，比如：農(nóng)業(yè)化學(xué)品、發(fā)展農(nóng)作物以及視頻添加劑等，在生產(chǎn)發(fā)展進(jìn)程中都具有良好的發(fā)展前景，在化工過(guò)程中呈現(xiàn)不對(duì)稱(chēng)的實(shí)驗(yàn)，在新的化學(xué)作用下，形成新的手性分子篩催化劑。這種手性的催化劑在使用過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生一定的弊端，就是在生產(chǎn)過(guò)程中只能采用輔助的生產(chǎn)試劑來(lái)將手動(dòng)性分子篩催化劑引入化工生產(chǎn)過(guò)程中，因此，手性的催化劑在化工工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的穩(wěn)定性較為差勁，在一定程度上阻礙了工業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展[2]。但是這種手動(dòng)性分子篩催化劑在具有弊端的同時(shí)也存在了一定的發(fā)展利用空間，通過(guò)相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的研究開(kāi)發(fā)，使得此類(lèi)催化劑的材料得以廣泛應(yīng)用，借助之前的經(jīng)驗(yàn)，為分子篩催化劑的進(jìn)一步發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2 大孔催化劑

大孔分子篩催化劑一般應(yīng)用于較為精細(xì)化的化工工業(yè)，在當(dāng)前分子篩催化劑的發(fā)展進(jìn)程中已經(jīng)取得了較為快速的進(jìn)展，在大孔催化劑應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程中，常常由于催化劑的分子過(guò)大，導(dǎo)致催化劑不能在工業(yè)進(jìn)程中得以全部發(fā)揮，達(dá)不到預(yù)期的工業(yè)效果。因此，在制造大孔分子篩催化劑的過(guò)程中，相關(guān)研究人員就要對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析研究，在制造過(guò)程中尋找大孔分子篩催化劑的優(yōu)勢(shì)作用，在合成的基礎(chǔ)之上，研制一些硫化物以及硅酸鹽等分子篩成分，從而提高其催化劑的穩(wěn)定性。與此同時(shí)，在制造大孔分子篩催化劑的過(guò)程中，還可以將其大分子結(jié)構(gòu)除去，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化，從而提高大孔分子篩催化劑在化工工業(yè)使用過(guò)程中的穩(wěn)定性。

2.3 特殊結(jié)構(gòu)催化劑

在當(dāng)前我國(guó)化工工業(yè)的發(fā)展形勢(shì)來(lái)看，特殊結(jié)構(gòu)的分子篩是一種研發(fā)的新型結(jié)構(gòu)的分子篩，在應(yīng)用中有極大的系統(tǒng)，就是雙孔道系統(tǒng)，在此系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成中，有著交叉的、正弦等結(jié)構(gòu)組成，在每層結(jié)構(gòu)之間存在著十二圓環(huán)超籠[3]。由此特殊結(jié)構(gòu)催化劑所表現(xiàn)出來(lái)的性能是較為優(yōu)異的應(yīng)用于工業(yè)中，與傳統(tǒng)的催化劑結(jié)構(gòu)相比，特殊性結(jié)構(gòu)表面具有一個(gè)比較大的孔，促進(jìn)工業(yè)的催化反應(yīng)。因此，特殊結(jié)構(gòu)的分子篩催化劑在當(dāng)前化工工業(yè)中得到了廣泛使用。

2.4 沸石催化劑

在我國(guó)化工工業(yè)的催化劑使用中，沸石分子篩催化劑的合成對(duì)工業(yè)進(jìn)展發(fā)揮著良好的效果。在有機(jī)離子的作用之下，通過(guò)合成，對(duì)沸石分子進(jìn)行了催化作用，還有部分沸石需要在有機(jī)胺的作用之下才得以合成，因此，從總體結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)催化作用的沸石分子篩催化劑無(wú)論在哪個(gè)方面，其使用質(zhì)量都是能夠得以控制。而它在工業(yè)運(yùn)用中所存在的一個(gè)較為嚴(yán)重的缺點(diǎn)就是合成的成本較高，與其他結(jié)構(gòu)的分子篩催化劑相比，沸石分子篩的合成成本使工業(yè)的成本增加，因此，相關(guān)人員需要針對(duì)沸石分子篩催化劑的經(jīng)濟(jì)效果致力研究，以便開(kāi)發(fā)出同種效果，成本低的分子篩催化劑。

3 各類(lèi)分子篩催化劑的發(fā)展方向

3.1 手性催化劑

在我國(guó)工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)階段對(duì)手性分子篩催化劑的相關(guān)研究主要集中于食品添加劑、農(nóng)業(yè)制藥等，在這些合成過(guò)程中對(duì)手性分子篩催化劑的結(jié)構(gòu)發(fā)揮了重要作用，具有較大的發(fā)展研究空間，其具有的特點(diǎn)就是非對(duì)稱(chēng)性化合反應(yīng)，在不同因素的推動(dòng)之下形成不同的催化劑化學(xué)反應(yīng)。面對(duì)手性催化劑在化工工業(yè)運(yùn)用中所顯露的缺點(diǎn)，還有待相關(guān)技術(shù)人員對(duì)手性催化劑的穩(wěn)定性有所提高，以便手性分子篩催化劑能夠推動(dòng)化工工業(yè)的發(fā)展與應(yīng)用。

3.2 大孔催化劑

大孔分子篩催化劑在我國(guó)石油化工產(chǎn)業(yè)中得以廣泛應(yīng)用，普遍應(yīng)用于石類(lèi)催化劑，在此領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了高效性發(fā)展。大孔分子篩催化劑在利用過(guò)程中所體現(xiàn)的由于分子結(jié)構(gòu)過(guò)大從而無(wú)法達(dá)到預(yù)期催化結(jié)果的現(xiàn)象，需要相關(guān)人員對(duì)大孔分子篩催化劑的制作過(guò)程中，對(duì)其分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析與探討，從而改變大孔分子篩催化劑在工業(yè)應(yīng)用過(guò)程中的現(xiàn)狀。

3.3 沸石催化劑

沸石分子篩催化劑在化工工業(yè)的運(yùn)用，展現(xiàn)了廣泛的使用性能，依據(jù)其特有的對(duì)質(zhì)量的控制優(yōu)勢(shì)得以在工業(yè)進(jìn)程中廣泛應(yīng)用。但是由于沸石分子篩催化劑的制作成本較高，因此，加劇了工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的成本，由此，技術(shù)人員在對(duì)沸石分子篩催化劑的研究過(guò)程中應(yīng)該研究其低成本方向。如何利用低價(jià)的具有環(huán)保型的材料解決沸石分子篩催化劑的成本較高這一使用問(wèn)題，從而使得沸石分子篩催化劑在環(huán)保及化工工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛的利用。

參考文獻(xiàn)

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