纳米粒子是指颗粒尺寸为纳米量级

1、纳米粒子是指颗粒尺寸为纳米量级 （ ）的超细粒子 纳米催化剂具有大比表面积、高表面能、高度的光学非线性、特异催化性和光催化性等特性， 在一些反应中表现出优良的催化性能 因此在催化剂的制备科学中， 纳米催化剂的制备和应用已经得到人们的广泛关注 本文主要对国内外纳米催化剂的制备和应用的最新进展作一简单综述. 纳米催化剂的制备目前制备纳米催化剂的方法很多， 无论采用哪一种方法，制备的纳米粒子必须达到如下要求： 表面光洁； 粒子形状、粒径及粒度分布可控； 粒子不易团聚； 易于收集， 产率高 制备纳米催化剂的常用方法如下 溶胶 凝胶法溶胶 凝胶法是指金属有机或无机化合物经过溶胶 凝胶化和热处理形成氧化物

2、或其他固体化合物的方法 其过程是： 用液体化学试剂 （或粉状试剂溶于溶剂中）或溶胶为原料， 而不是传统的粉状物为反应物， 在液体中混合均匀并进行反应， 生成稳定无沉淀的溶胶体系， 放置一定时间形成凝胶， 经脱水处理得产品 常溶胶 凝胶法用于催化材料的制备是近几年才开始的 已有研究表明该法的优点是：） 制备的均匀度高， 尤其多组分的制品均匀度可达分子或原子水平；） 金属组分高度分散于载体， 使催化剂具有高活性和抗结碳能力；） 能够较容易的控制材料的组成 该法存在的问题是： 原料成本高， 在制备各种单组元或复合物时原料的选择十分重要 例如从正硅酸乙酯， 异丙醇铝叔丁醇水解制备硅铝催化剂时的一个重要

3、问题是如何调整不同类型的盐水解速率相差较大的问题， 这方面已有一些报道 沉淀法沉淀法是在液相中将化学成分不同的物质混合， 再加入沉淀剂使溶液中的金属离子生成沉淀，对沉淀物进行过滤、洗涤、干燥或煅烧制得所需产品 沉淀法包括直接沉淀法、共沉淀法、均匀沉淀法、配位沉淀法等， 其共同特点是操作简单、方便 浸渍法将载体置于含活性组分的溶液中浸泡达到平衡后将剩余液体除去 （或将溶液全部浸入固体）， 再经干燥， 煅烧， 活化等步骤得到所需产品 刘渝 等将自制的纳米级 先后浸渍于 和 （） 溶液中， 待浸渍达平衡后取出， 经高温煅烧后得到负载型 催化剂 刘晓红等合成了一系列的二氧化锆水溶胶，再用浸渍法担载 的

4、 ， 制得的 可用于由丙酮合成甲基异丁基酮（）二异丁基酮（）的还原缩合反应； 通过调节催化剂的表面酸性， 可以选择所需要的产物（ 或 ） 微乳液法微乳液法首先需要配制热力学稳定的微乳液体系，然后将反应物溶于微乳液中，使其在水核内进行化学反应， 反应产物在水核中成核、生长， 去除表面活性剂， 将得到的固体粗产物在一定温度下干燥、焙烧， 即可得到所需产品 汤皎宁等以可溶性锆盐为水相， 环己烷为油相，聚乙二醇辛基醚为乳化剂， 正戊醇为助乳化剂的微乳液制得了粒径小于 的单斜相超微 粒子 该法制得的粒子具有分布均匀、敏感性强、无硬团聚等优点 离子交换法首先，对沸石、 等载体表面进行处理， 使、等活性较强

5、的阳离子附着在载体表面上， 然后将此载体放入含 （） 等贵金属阳离子基 团的溶液中， 通过置换反应使贵金属离子占据活性阳离子原来的位置， 在载体表面形成贵金属纳米微粒 水解法首先， 在高温下将金属盐溶液水解，生成水合氧化物或氢氧化物沉淀， 再将沉淀产物加热分解得到纳米颗粒 该方法可分为无机水解法、金属醇盐水解法和喷雾水解法等 水解法具有制备工艺简单、化学组成可精确控制、粉体性能重复性好、收率高等优点，缺点是成本较高 等离子体法应用等离子体活化手段不仅可以活化化学不活泼分子， 还可以解决热力学上受限反应的问题 利用冷等离子体特有的热力学非平衡特性， 可使催化剂制备和活化过程低温化、高效化将使用等

6、离子体方法制得的纳米 ， ， ， ， 颗粒， 按一定比例与载体加入自制的加载装置内混合， 在机械力作用下可形成均匀、牢固的负载型纳米金属催化剂 微波合成法在微波辐射作用下， 金属盐或醇盐溶液能直接分解，生成超细金属氧化物或硫化物粉体， 该方法操作简便， 产物粒径分布窄、形态均一， 具有其它方法不可比拟的优越性 惰性气体蒸发法惰性气体蒸发法是在低压的惰性气体中， 加热金属使其蒸发后形成纳米微粒 纳米微粒的粒径分布受真空室内惰性气体的种类， 气体分压及蒸发速度等的影响， 通过改变这些因素， 可以控制微粒的粒径大小及其分布.纳米催化剂的应用 在氧化还原反应中的应用 在加氢还原反应中的应用用纳米钯（）

7、负载于 上， 在常温、常压下催化 己烯加氢反应， 生成己烷， 己烷选择性率为 在相同反应时间及反应条件下，常用的钯催化剂只能得到 的己烷、的己烯异构体和的 己烯 左东华等用氢电弧等离子体法制得的纳米钯， 与齐鲁石化公司提供的化学法浸渍的钯 在丁二烯选择性加氢反应中进行了比较， 结果表明当反应温度在 范围时， 加氢活性和选择性明显高于化学浸渍法制备的钯 在氧化反应中的应用以往在有机氧化反应中所采用的氧化剂大多有一定毒性， 因此多年来研究者一直在寻求高性能、低成本、低（无）毒、可回收的催化剂 等的研究结果表明， 对于乙烷催化氧化脱氢反应， 纳米 催化剂较之常规 可以在较低的反应温度发挥更好的催化作

8、用 纳米催化剂在化学电源中的应用纳米催化剂在化学电源中应用研究主要集中在把纳米轻烧结构体作为电池电极 采用纳米轻烧结体作为化学电池、燃料电池和光化学电池的电极，可以增加反应表面积， 提高电池效率， 减轻重量，有利于电池的小型化 如镍和银的轻烧结体作为化学电池等的电极已经得到了应用 纳米的镍粉、银粉、纳米微粒的烧结体作为光化学电池和锉电池的电极也得到深度开发 等制备了以 碳为基底的纳米 催化剂， 可用作燃料电池的催化剂， 效果比较理想 纳米 粉、 粉的轻烧结体也可作为化学电池、燃料电池和光化学电池的电极， 可以有效地增大与液相或气体之间的接触面积，增加电池效率， 有利于电池小型化 环境保护领域的

9、应用 光催化降解 可将水或空气中的有机污染物完全降解为二氧化碳、水和无机酸， 已广泛地应用于废水、废气处理， 并且在难降解的有毒有机物的矿化分解等方面也比电催化、湿法催化氧化技术有着显著优势 文献中报道以 为载体， 在 与 之间包裹 ， 制备了磁性纳米复合催化剂， 既维持了光催化剂悬浮体系的光催化效率， 又可利用磁性处理技术回收光催化剂 纳米 也是一种很好的光催化剂， 在紫外光照射下， 既能杀死微生物， 又能分解微生物赖以生存、繁衍的有机营养物， 从而达到杀菌和抗菌的目的 尾气处理 和 是汽车尾气排放物中的主要污染成分负载型 有效地解决了催化剂使用温度范围与汽车尾气温度范围不匹配的问题，催化 转化率