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(jìn)展

李衛(wèi)紅（中石化催化劑（北京）有限公司， 北京 102400）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，石油化工行業(yè)取得了進(jìn)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(xiàng)新型技術(shù)，將其運(yùn)用于催化劑中，能夠顯著提升催化效果。本文將對(duì)納米技術(shù)與催化劑概念進(jìn)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(jìn)展

近年來，在科學(xué)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(jì)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(yīng)用，取得了良好的成效。因此，加強(qiáng)對(duì)納米技術(shù)在催化劑領(lǐng)域中發(fā)展的研究具有現(xiàn)實(shí)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(gè)原子、分子制造物質(zhì)的科學(xué)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(xué)和技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，并產(chǎn)生了一系列新學(xué)科，例如：納米物理學(xué)、納米生物學(xué)等。

催化劑主要是指在化學(xué)反應(yīng)過程中，能夠改變反應(yīng)物的反應(yīng)速度，且不改變化學(xué)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(yīng)用于催化劑當(dāng)中，主要是由于納米晶粒，表面活性較多，能夠提高反應(yīng)速度，且沒有孔隙，避免出現(xiàn)副反應(yīng)，另外，納米催化劑能夠直接添加到液體當(dāng)中，即便產(chǎn)生熱量向外擴(kuò)散，也能夠確保局部不會(huì)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(xué)反應(yīng)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(duì)裂解汽油的催化，相對(duì)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(shì)，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(huì)產(chǎn)生廢氣、廢水等污染物，避免對(duì)環(huán)境的污染，符合我國(guó)提倡的低碳環(huán)保理念。

其次，脫硫催化劑。主要是將特定標(biāo)準(zhǔn)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，最大程度上減少對(duì)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(xué)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(yīng)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(shì)，將會(huì)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(yīng)中都具有廣泛應(yīng)用。另外，在其他方面也表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)。

①納米銅及鎳能夠?qū)σ胰策M(jìn)行催化，并實(shí)現(xiàn)聚合反應(yīng)，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(dǎo)電性。

②石腦油轉(zhuǎn)變?yōu)榉紵N。

③納米鉑在乙烯氧化反應(yīng)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(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng)，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(duì)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(dá)90%，且成本更低，在實(shí)際應(yīng)用過程中，不僅能夠以較少資金投入，還能夠創(chuàng)造更大價(jià)值。因此，將會(huì)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(duì)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(duì)環(huán)境的影響，營(yíng)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(duì)丙烯氫進(jìn)行反應(yīng)，在與其他催化劑效果進(jìn)行對(duì)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(dāng)中，并加入到反應(yīng)池中，能夠?qū)崿F(xiàn)先活化，后反應(yīng)目的，由于其表面更接近堿性，有助于生成氨脫附。

我國(guó)針對(duì)納米材料的研究較為重視，且對(duì)納米材料研究范圍較廣，例如：納米涂料、橡膠等都進(jìn)行了深入分析和研究，并取得了一定成績(jī)，且低于鐵、鋅等金屬納米粉的產(chǎn)品種類較多，能夠與國(guó)家先進(jìn)水平相接軌，未來，將會(huì)進(jìn)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(xiàng)嶄新的技術(shù)，在推進(jìn)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(qiáng)對(duì)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(jī)結(jié)合，制備性能更好地催化劑，提高反應(yīng)效率和質(zhì)量，從而推動(dòng)我國(guó)石油化工事業(yè)可持續(xù)、健康發(fā)展。

［1］賀會(huì)群，張洪川.納米技術(shù)在石油領(lǐng)域的獨(dú)特應(yīng)用與前景展望［J］.江漢機(jī)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(xué)學(xué)報(bào)，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?？茖W(xué)校，精細(xì)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。