煉油廢氣處理中納米催化劑的運用

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候，根據納米材料支部的納米催化劑已經成為了其關鍵。利用納米材料本身所具備的表面效應、體積效應和宏觀量子隧道效應所產生的化學活性非常大，能夠切實提高催化的效益。現在，世界上很多國家都認為研發(fā)納米催化劑是21世紀的重要發(fā)現。并且在很多領域中，納米催化劑也很好的應用了進去，特別是煉油廢氣處理方面應用更加的廣泛。

1 納米催化劑簡介

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微粒作為主要成分進行開發(fā)和研制的催化劑。通過研究可以發(fā)現，若是微粒粒徑從10nm減小到1nm的時候，其表面原子數會從以往的20%增加到90%，這不但會導致表面原子出現嚴重的配位數不足、不飽和鍵和表面的缺陷會嚴重的增加，并且表面張力也會有明顯的增加，這會導致表面原子的穩(wěn)定性比較差，這便非常容易結合其他原子來降低原子本身的表面張力，所以，納米催化劑切實提高了催化劑的效率。通過研究發(fā)現，納米催化劑的效果是鎳催化劑的十倍。和質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。因為納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。在進行納米催化劑制作的時候，其基礎是納米材料，所以，納米催化劑本身所具備的納米結構是其他催化劑所不具備的[1]。也正是因為納米催化劑具有納米結構，直接決定了納米催化劑本身的高催化性以及選擇性。現在，在工業(yè)生產以及環(huán)境保護中，納米催化劑已經運用的非常廣泛。

2 制備納米催化劑的方法分析

當前，在進行納米催化劑制備的時候，主要方法有三種，分別是氣相法、固相法以及液相化學合成法。這三種方法都有各自的特點以及應用的領域。筆者下面對這三種制備方法進行了詳細的分析。

2.1 通過氣相法進行納米催化劑制備

當前進行納米催化劑制備的時候，工業(yè)上主要選擇的氣相法有下面幾種，分別是濺射法、化學氣相沉積法、活性氫和熔融金屬反應法以及氣體冷凝法等。其中運用最廣泛的方法是化學氣相沉積法，也就是我們平時所說的CVD。這種方法的原料是氣體，利用化學反應能夠在氣相中形成物質基本粒子，在景觀成核和生長之后，這些粒子能夠形成納米催化劑。利用化學氣相法進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。現在在間納米催化劑制備的時候，化學氣相沉積法已經應用的非常廣泛。

2.2 納米催化劑制備的時候液相化學合成法的運用

在進行納米催化劑制備的時候，比較常用的液相合成法有下面幾種，分別是水熱法、沉淀法、離子交換過程和溶劑揮發(fā)分解法以及噴霧法等等。這些化學合成法能夠和一種甚至是多種可以溶解的金屬類根據量來進行制備和溶和，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，并通過水解、升華、蒸發(fā)以及沉淀劑等，把金屬離子的結晶沉淀出來，最后需要將沉淀物或者是晶體進行脫水或者是加熱分解，從而得到納米催化劑。通過這種方法進行納米催化劑制備的時候，方法比較簡單，并且條件比較溫和，能夠獲得較高的產出率。并且，通過這種方法，不但能夠進行某種成本的納米催化劑的制備，還能夠將其合成成為復合型納米催化劑。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，粒度也并不均勻。

2.3 納米催化劑制備的時候固相法的使用

在進行納米催化劑制備時，使用比較廣泛的固相法包含了下面幾種，分別是固相反應法、物理粉碎法以及機械球磨法等[2]。物理粉碎法以及機械球磨法的優(yōu)點是操作起來比較簡單，并且操作方法也容易學，缺點是在進行催化劑制備的時候，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，現在人們已經進行了新固相反應合成法的研制，這種方法制備的時候比較簡單，并且產率也特別高，實用價值較高。

3 煉油廢氣處理中納米催化劑的運用分析

煉油的時候會產生很多的有害甚至是有毒的氣體，這些氣體會給人的身體以及生活環(huán)境造成嚴重的威脅。隨著社會經濟發(fā)展，人們生活水平的提高，人們對于環(huán)境愈加關注，對于生活質量的要求也在不斷提高。怎樣做好煉油廢氣的處理已經成為了很多人都非常關注的一個問題。隨著社會科技的發(fā)展，人們對納米材料的研究方面也愈加的深入，在各個領域中，納米催化劑的應用都比較的廣泛，特別是進行煉油廢氣處理的時候，其效果更是非常出色。在煉油廢氣處理的時候，若是能夠將納米催化劑使用進來，憑借其強大的催化作用，能夠切實提高廢氣處理的質量和效率。

首先，在煉油的過程中將納米催化劑運用進去，能夠很好的對廢氣進行溶劑吸收，在進行預處理之后，通過氣體分配器能夠將廢氣均勻的分布到含有足夠催化劑的容器中去，這個環(huán)節(jié)需要確保進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，經過納米催化劑對其進行處理、氣體間產生的化學反應能夠把煉油廢氣轉化成為不會給人體以及環(huán)境造成威脅的無害氣體。其次，通過納米催化劑能夠將水中或者空氣中蘊含的有機污染物降解成為水、二氧化碳以及無機酸[3]。對于那些降解比較困難的有毒有機物礦化分解上，其優(yōu)勢也超過了濕法催化氧化技術以及電催法。通過研究相關的文獻可以發(fā)現，利用Fe3O4為載體，在Fe3O4與TiO2之間包裹SiO2，進行磁性納米復合催化劑的制作，不但能夠確保效率能夠達到光催化劑懸浮體所取得的催化效率，還可以，通過磁性處理技術來進行光催化劑的回收，并且納米ZrO2本身也是也是一種比較出色的光催化劑，受到紫外線照射的時候，不斷能夠將微生物殺死，還可以將微生物生存以及繁衍的合適的有機營養(yǎng)物分解，不但能夠殺菌還能夠很好的抗菌。

4 結語

隨著社會科技的發(fā)展，人們對納米材料的研究方面也愈加的深入，在各個領域中，納米催化劑的應用都比較的廣泛，特別是進行煉油廢氣處理的時候，其效果更是非常出色。文章主要分析了納米催化劑的概念、制備方式和其在進行煉油廢氣處理中的實際應用，對其功效的認識也愈加深刻。隨著社會經濟發(fā)展，人們對于納米催化劑的研究也會不斷的深入，隨著時間的推移，納米催化劑的作用也會不斷增加，其在催化領域中的作用也會不斷增加。