發(fā)布時間：2023-03-29 09:21:36
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的工業(yè)催化論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
苯胺是一種重要的有機化工原料和化工產品，由其制得的化工產品和中間體有300多種，在染料、醫(yī)藥、農藥、炸藥、香料、橡膠硫化促進劑等行業(yè)中具有廣泛的應用，開發(fā)利用前景十分廣闊。
目前世界上苯胺的生產以硝基苯催化加氫法為主，其生產能力約占苯胺總生產能力的85%，苯酚氨化法約占10%，鐵粉還原法約占5%。
一、硝基苯鐵粉還原法
硝基苯鐵粉還原法采用間歇式生產，將反應物料投入還原鍋中，在鹽酸介質和約100℃溫度下，硝基苯用鐵粉還原生成苯胺和氧化鐵，產品經蒸餾得粗苯胺，再經精餾得成品，所得苯胺收率為95%～98%，鐵粉質量的好壞直接影響苯胺的產率。此方法因存在設備龐大、反應熱難以回收、鐵粉耗用量大、環(huán)境污染嚴重、設備腐蝕嚴重、操作維修費用高、難以連續(xù)化生產、反應速度慢、產品分離困難等缺點，目前正逐漸被其他方法所取代。
二、苯酚氨化法
基本工藝過程為：苯酚與過量的氨（摩爾比為1：20）經混合，汽化、預熱后，進入裝有氧化鋁-硅膠催化劑的固
定床反應器中，在370℃、1.7MPa條件下，苯酚與氨進行氨化反應制得苯胺，同時聯(lián)產二苯胺，苯胺的轉化率和選擇性均在98%左右。該法工藝簡單，催化劑價格低廉，壽命長，所得產品質量好，“三廢”污染少，適合于大規(guī)模連續(xù)生產并可根據需要聯(lián)產二苯胺，不足之處是基建投資大，能耗和生產成本要比硝基苯催化加氫法高。
三、固定床氣相催化加氫
固定床氣相催化加氫工藝是經預熱的硝基苯與大過量的預熱后的氫氣混合，在觸媒固定的反應器中發(fā)生加氫反應生成粗苯胺，粗苯胺經脫水、精餾后得成品，苯胺的選擇性大于99%。
固定床氣相催化加氫工藝具有技術成熟，反應溫度較低，設備及操作簡單，維修費用低，建設投資少，不需分離催化劑，產品質量好等優(yōu)點；不足之處是單臺反應器能力低，反應壓力較高，易發(fā)生局部過熱而引起副反應和催化劑失活，必須定期更換催化劑。
（一）工藝特點
硝基苯用合成氣預熱，氫氣氣混合后進入列管反應器；使用列管式等溫反應器+堆床絕熱反應器復合操作，反應放出的熱量通過產生17bar蒸汽帶出；使用銅催化劑，消耗為0.6kg/t；單套反應系統(tǒng)最大生產能力5萬噸/年；需要大型氫氣循環(huán)壓縮機；帶有脫水塔+輕組份處理塔、精餾塔+重組份處理塔、苯胺回收塔；精餾塔塔頂產3bar蒸汽；重組份的回收處理，輕重組份7kg/t。
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（二）優(yōu)劣勢分析
1.相對優(yōu)勢。固定床反應器操作穩(wěn)定；原料硝基苯、氫氣消耗較低。
2.劣勢。單條反應線最大能力5萬噸/年；催化劑消耗高；需要大量的氫氣進行循環(huán)，消耗蒸汽、循環(huán)水和電；蒸餾系統(tǒng)處理過于復雜；需要去除硝基苯中的二硝基苯，二硝基苯過高會引起催化劑中毒；催化劑更換時比較繁瑣。
四、流化床氣相催化加氫
流化床氣相催化加氫法是原料硝基苯加熱汽化后，與約理論量3倍的氫氣混合，進入裝有銅-硅膠催化劑的流化床
反應器中，在催化劑流化的條件下進行加氫還原反應生成苯胺和水蒸氣，再經冷凝、分離、脫水、精餾得到苯胺產品。該法較好地改善了傳熱狀況，控制了反應溫度，避免了局部過熱，減少了副反應的生成，延長了催化劑的使用壽命，不足之處是操作較復雜，催化劑磨損大，裝置建設費用大，操作和維修費用較高。
（一）工藝簡述
氫氣同合成氣換熱后，同硝基苯一起汽化升溫，進入流化床反應，生成苯胺和水，經冷卻、靜止分離后為粗苯胺、苯胺水。苯胺水進入苯胺回收塔處理；粗苯胺經過脫水塔、精餾塔處理為合格苯胺。
（二）工藝特點
循環(huán)氫氣同合成氣換熱；液-液靜止分離；具有廢水塔、脫水塔、精餾塔；單線能力大；反應器中安裝有熱交換束，該熱交換束浸在流化床內。用水作冷媒，反應熱用來生產蒸汽；催化劑需要再生，1-2月再生一次，再生時間月24-72hr；有廢渣產生。
（三）優(yōu)劣勢分析
1.相對優(yōu)勢。國內技術成熟，投資費用低；觸媒運行成本低。
2.劣勢。硝基苯、氫氣單耗高，生產成本高；單條反應線最大能力7萬噸/年；催化劑需要每1-2月再生一次，耗
時1-3天；生產產品質量隨催化劑周期性變化。
五、液相催化加氫
硝基苯液相催化加氫工藝是在150～250℃、0.15～1.0MPa壓力下，采用貴金屬催化劑，在無水條件下硝基苯進行加氫反應生成苯胺，再經精餾后得成品，苯胺的收率為99%。液相催化加氫工藝的優(yōu)點是反應溫度較低，副反應少，催化劑負荷高，壽命長，設備生產能力大，不足之處是反應物與催化劑以及溶劑必須進行分離，設備操作以及維修費用高。
（一）工藝簡述
硝基苯先被用作萃取劑從苯胺水中回收苯胺，然后經預熱后進入反應器。苯胺料漿（含催化劑）、循環(huán)水、循環(huán)苯胺和氫氣從底部進入，氫溶解在液體混合物中，和硝基苯反應生成苯胺和水。反應生成的少量焦油及催化劑從反應器側線流出經催化劑稠厚器過濾后，催化劑回到反應系統(tǒng)。反應物以蒸汽形式從頂部帶出，進入二級廢鍋、空冷器、水冷器冷卻后，氣液分離，合成液靜止分離，粗苯胺通過脫水塔脫水后，進入席夫堿反應器處理低沸物，進入精餾塔處理高沸物。
（二）工藝特點
對氫氣純度要求較高，必須增加甲烷化反應器；使用精硝基苯萃取苯胺水中的苯胺；反應塔為立式、多級、柱塞流反應器，液相加氫；使用以碳為載體的鈀、鉑貴金屬催化劑；反應生成的熱量由反應物以蒸汽的形式從頂部帶出；具有一套催化劑循環(huán)系統(tǒng)，需采購德國設備催化劑增稠器；可產中壓和低壓蒸汽；氫氣、硝基苯投料摩爾比為小，過量氫氣用小型氫氣循環(huán)機循環(huán)；催化劑連續(xù)添加，不需要停車；脫水塔真空脫水；具有席夫堿反應器處理反應生成的低沸物；有廢液產生。
（三）優(yōu)劣勢分析
1.相對優(yōu)勢：（1）原料硝基苯、氫氣消耗低，單位生產成本低；（2）單套裝置生產能力大，反應器可設計最大能力為30萬噸/年；（3）反應器內部不需要機械攪拌，不需要大的氫氣循環(huán)系統(tǒng)，氫油比低，排放時可減少氫氣的消耗；（4）三廢產生已達到了最低，接近了理論值；（5）省去了觸媒再生時間，只需要較少的主要設備維修時間，運轉率可高達98%。
2．劣勢：必須增加一套甲烷化裝置，增加投；使用貴金屬催化劑，價格昂貴；貴金屬處理系統(tǒng)復雜，設備較多。
六、結束語
【論文摘要】：近年來，人們對于羧酸酯類的合成的研究開發(fā)和應用發(fā)展很快，研究和開發(fā)出高效、環(huán)保的催化劑，是羧酸酯類的合成的研究發(fā)展方向。
羧酸酯是一類重要的化工原料，低級的酯一般都有水果香味，可作香料(如醋酸異戊酯有香蕉味，戊酸乙酯有蘋果香味等)。液態(tài)的酯能溶解很多有機物，故常用作溶劑(如醋酸乙酯等)。有些酯還可用作塑料、橡膠的增塑劑。以乙酸辛酯(Octylacetate)為例：乙酸辛酯具有桔子、茉莉和桃子似香氣，天然品存在于苦橙、綠茶等中，是我國GB2760-86規(guī)定允許使用的食用香料，同時被FEMA（美國食用香料與提取物制造協(xié)會）認定對人體是安全的，F(xiàn)DA（美國食品及藥物管理局）也批準其用于食品。乙酸辛酯主要用以配制桃子、草莓、樹莓、櫻桃、蘋果、檸檬和柑橘類香精，也可用于日化香精配方中。
1.羧酸酯類香料的市場前景
隨著生活水平的提高，消費者對食品、飲料的口味、口感要求越來越高，這就需要大量使用香精、香料來迎合消費者，促進了食品企業(yè)對香精香料的應用。食用香精在食品配料中所占的比例雖然很小，但卻對食品風味起著舉足輕重的作用。國際知名咨詢公司Freedonia于去年5月底的研究成果表明：預計從2006～2008年，發(fā)展中國家對香精和香料的需求，將以年均4.4%的速度快速增長，到2008年該市場的份額將達到186億美元。而亞太地區(qū)(不包括日本)對香料和香精的需求特別強勁，未來幾年有望以年均7.3%的增速快速增長。發(fā)展中國家人均收入增加，對消費品質量要求有很大提高。隨著全球消費者越發(fā)注重健康，市場對營養(yǎng)和健康食品的需求也日益增加。因此，由于預計低糖低脂食品和飲料市場將迎來強勁增長，全球消費者對食用香精和香料的需求也必將不斷增加。香料配料市場需求量的繼續(xù)增長，還主要源于化妝品生產，在發(fā)達國家和地區(qū)，消費者的護膚化妝品消費呈上升趨勢。羧酸酯類香料作為優(yōu)良的可食用香料品種其需求也必將不斷激增。
羧酸酯類香料的主要生產和消費國有美國、西歐、日本、墨西哥和中國等，國內食品、飲料生產企業(yè)中目前應用最多的添加劑就是香精香料，隨著消費者對于味覺享受越來越高，這種趨勢會對香料需求產生積極影響。香料產品是香料工業(yè)的上游產品，是后續(xù)香精產品的原料，香料和香精產品是其他有關產品的配套性產品，它們被廣泛地用于日化、食品、醫(yī)藥、飼料等工業(yè)產品的生產。據了解，飲料行業(yè)是香料最主要的應用領域，該領域2005年的香料消費份額達31.1%。就各地區(qū)而言，美國、日本和西歐地區(qū)目前統(tǒng)領香料消費市場。香料市場未來的發(fā)展大部分可能會出現(xiàn)在亞太地區(qū)，尤其是中國和印度這些發(fā)展中國家。這將進一步刺激香精香料市場的快速發(fā)展。我國目前在世界香料市場中所占份額僅5%左右，日本所占份額達到12%，而美國則達到20%。
2.羧酸酯類合成的傳統(tǒng)工藝
傳統(tǒng)上羧酸酯類的合成都是用濃硫酸作催化劑，由相應醇與酸酯化而得。但由于濃硫酸作催化劑合成酯化反應具有以下缺點：（1）在酯化反應條件下，濃硫酸的氧化性和強脫水性易導致一系列副反應，給產品的精制和原料的回收帶來困難，且酯的質量差。（2）反應產物的后處理要經過堿中，水洗等工序，比較復雜困難，同時產生大量廢液，污染環(huán)境。（3）濃硫酸嚴重腐蝕設備，加快了設備更新，增加生產成本。為克服這些缺點，倡導綠色化學，人們選擇環(huán)境友好型催化劑催化酯化反應，近年來，已發(fā)現(xiàn)氨基磺酸、結晶固體酸、雜多酸、無機鹽等均可作為酯化反應的催化劑。
3.羧酸酯類合成的發(fā)展
近年來，人們對于羧酸酯類的合成的研究開發(fā)和應用發(fā)展很快，研究和開發(fā)出高效、環(huán)保的催化劑，是羧酸酯類的合成的研究發(fā)展方向：無機鹽催化劑：無機鹽大多性質穩(wěn)定，來源廣泛，對設備幾乎沒有腐蝕，反應條件溫和，不會對環(huán)境造成太大污染，但是由于無機鹽容易潮解，影響其催化的效果。常用的催化劑有三氯化鋁、三氯化鐵、硫酸鈦、十二水合硫酸鐵銨、五水合氯化錫、一水合硫酸氫鈉和硫酸鋅。
磺酸類催化劑：磺酸類催化劑來源廣泛、性能穩(wěn)定、安全、使用方便、對酯化反應有較高的活性、產品收率較高、產物處理方便、催化劑可以重復使用等特點，適合于工業(yè)化生產的需要。
雜多酸催化劑：雜多酸是一種含氧橋的多核化合物，其特點是催化活性高。選擇性好，反應時間短，反應溫度低。不易造成環(huán)境污染，對設備幾乎沒有腐蝕。再生速度快。
陽離子交換樹脂催化劑：其主要特點是價廉易得，不腐蝕設備，不污染環(huán)境，不會引起副反應，不溶于反應體系，能夠重復使用，易于分離、回收和再生，操作簡單，產品收率較高，具有工業(yè)推廣價值。
固體超強酸催化劑：固體超強酸在有機合成中的優(yōu)點是活性高，重復使用性好，不腐蝕設備，制備方法簡便，處理條件易行，便于工業(yè)化。這對于節(jié)約能源，提高經濟效益是很有意義的。
負載型催化劑：其優(yōu)點是催化活性高，重復使用性好，不腐蝕設備，制備方法簡便，處理條件易行，便于工業(yè)化，這對于節(jié)約能源，提高經濟效益是很有意義的。
鈦酸四丁酯催化劑：不僅具有催化活性高，重復使用性好，不腐蝕設備等基本優(yōu)勢，而且同制備方法簡便，酯收率高，價廉易得，反應時間短，反應溫度低，處理條件易行，便于工業(yè)化，這對于節(jié)約能源，提高經濟效益是很有意義的。
酶催化（脂肪酶催化、菌體催化等）工藝不僅催化化活性高、產品質量好，而且反應條件簡單、溫和,酶重復使用方便,酶活性保持時間長,在生物酶的固定及精細化學品的合成中有較大的使用價值。
4.討論
目前，國內外羧酸酯類的合成的發(fā)展趨勢越來越多的偏向于研究合成綠色、高效、環(huán)保等多功能的新型催化劑劑。一方面，合成環(huán)境友好的催化劑所采用的原料都比較易得，在開發(fā)過程中可以降低成本；另一方面，合成環(huán)境友好的催化劑所采用的都是低毒、高效、無污染的工藝，較大范圍的降低了環(huán)境的負荷。發(fā)展我國羧酸酯類香料應當注意加大科技投入力度，大力開展技術創(chuàng)新，加強安全法規(guī)和環(huán)境保護，強化企業(yè)管理，提高經濟效益。
參考文獻
[1]中國醫(yī)藥公司上?；瘜W試劑采購供應站.試劑手冊[M].第2版.上海：上海科學技術出版社，1985.
[2]劉樹文.合成香料技術手冊[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2000.
[3]中華人民共和國衛(wèi)生部，GB2760－1996，食品添加劑使用衛(wèi)生標準[S].中華人民共和國國家標準，1996.
關鍵詞：聚醚消泡劑；雙金屬催化劑；消泡評價
中圖分類號：TB文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2012）19-0194-02
聚醚型消泡劑是消泡劑產品中最重要的品種之一，具有無毒、無氣味、無刺激并在水中易分散等特點，除了一般工業(yè)應用外，還可應用于食品、發(fā)酵、化妝品和醫(yī)藥等行業(yè)中，是含硅消泡劑所無法取代的。聚醚型消泡劑根據合成所用的起始劑不同可分為多元醇型、脂肪酸酯型和胺醚型，其中應用較為廣泛當屬多元醇型和脂肪酸酯型。我國的聚醚型消泡劑生產起始于1969年，并首先應用于抗生素發(fā)酵，這類產品主要有：GP型甘油聚醚、GPE型聚氧乙烯(聚氧丙烯)醚和PPG型聚丙二醇等。雖然聚醚型消泡劑的應用較為廣泛，但某些性能與硅油類消泡劑還有一定差距，因此，采用新型催化劑催化聚合，降低副產物含量、創(chuàng)新設計聚醚的分子結構以獲得良好的消泡性能都是很有必要的。本文主要對以下兩個方面進行了探討：（1）使用雙金屬催化劑進行多元醇聚醚消泡劑的工藝確定；（2）DMC與KOH催化合成的聚醚消泡劑性能比較。
1實驗部分
1.1基本原理
多元醇聚醚型消泡劑是由甘油和環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷聚合而成。
1.2主要原材料
甘油：山東華潤博信油脂化工有限公司。
環(huán)氧乙烷：遼陽石化分公司。
環(huán)氧丙烷：葫蘆島華錦化工原料有限公司。
DMC：自制。
分子篩：經過干燥處理。
1.3試驗方法
1.3.1實驗過程
在7L反應釜中投入經分子篩特殊處理過的甘油及DMC,密閉反應釜，在120～140℃、真空度≤-0.09MPm下真空攪拌抽水20～30分鐘，期間，氮氣置換數次，然后投入少量PO誘導反應，誘導期溫度130～140℃，壓力≤0.3MPa,時間大約1～2小時，待反應壓力明顯降低后，開始逐漸通入PO至通完計量數，溫度控制在140～160℃，待釜內壓力降低至負壓最低值不再降低為止，然后逐漸通入經過特殊過程的PO及EO，進料完畢后，保溫反應，最后降溫，帶真空，抽凈少量未反應物，在80℃下出料。
1.3.2分析測試
(1)羥值測定：GB120083-1989。
（2）濁點測定：GB/T5559-93。
（3）消泡性能測試。
①消泡測試裝置。
裝置為100ML的具塞量筒。
②測定方法。
量取配好的發(fā)泡液(自制)20ml，倒入量筒，然后用相同力氣上下?lián)u動30次后靜置，記錄泡沫刻度，用注射器注入一滴消泡劑，同時開始記錄添加后1min,1.5min,2min,2.5min,3min,4min,5min泡沫刻度，算出泡沫層高度，用下式計算消泡效率:
η=100-(100∑ht/7ha)
式中：η為消泡效率；ha為消泡前泡沫層高度；ht為消泡后，不同時間的泡沫層高度。
2實驗結果與討論
2.1小試階段（工藝條件確定）
在消泡劑合成實驗中，以產品的消泡率為最終檢測指標，主要考核了催化劑用量、分子結構、兩個因素,及與KOH催化合成的聚醚消泡劑在消泡效率方面進行了對比，找到最高消泡率時的反應條件，即為最佳工藝條件，并進行了中試擴大試驗。
2.1.1催化劑用量的確定
根據DMC的催化特性，初步確定催化劑用量為20～100PPM。實驗數據見表1：
從表1中可以看出，從產品外觀及反應時間綜合考慮，加入量為60PPM為最佳。加入量為20PPM時，由于催化劑太少，不能夠引發(fā)反應；加入量為40PPM時，由于反應時間較長，產生了環(huán)氧乙烷自聚現(xiàn)象，從而出現(xiàn)高分子量的聚乙二醇絮狀物；加入量為80～100PPM時，反應時間雖然較短，但由于催化劑用量較大，從而使產品顯現(xiàn)顏色，產品外觀不合格。綜合上述所述，催化劑用量定位60±10PPM較合適。
2.1.2原料配比對消泡效率的影響
由于DMC對環(huán)氧乙烷催化效率不高，反應不容易進行，不能夠按照KOH催化時的進料順序即R——PO——EO進行反應。本產品設計的分子結構為：R——PO——特殊處理的(PO及EO),詳細結構如下表2：
由表2、表3可以看出，在聚醚消泡劑分子結構中，分子量3#、4#分子結構效果最為理想。
2.1.3DMC與KOH催化合成聚醚消泡劑消泡效率的比較
2.2中試、工業(yè)化擴產
按照小試工藝進行了中試、工業(yè)化生產的擴試，其結果如表5：
由表5可以看出，小試工藝較穩(wěn)定，完全可以進行工業(yè)化批量生產。
3結論
（1）經過試驗，確定了使用DMC催化合成聚醚消泡劑的工藝：催化劑用量60±10PPM;原材料配比：R——PO——特殊處理的（PO及EO），甘油：環(huán)氧丙烷：特殊處理的（PO及EO）=92∶2200∶1100（重量比）；反應溫度：140～160℃。
（2）探討了DMC與KOH催化合成聚醚消泡劑的性能比較，DMC催化合成的據醚消泡劑在消泡效率方面具有明顯的優(yōu)勢。
（3）經中試、工業(yè)化生產，印證了工藝的穩(wěn)定性及性能的優(yōu)異。
參考文獻
［1］駱光平，戚渭新，黎松，徐紅民.雙金屬催化劑制聚醚多元醇在聚氨酯軟泡中的應用［D］.中國科學院上海冶金研究所.材料物理與化學(專業(yè))博士論文，2000.
關鍵詞：固體超強酸 乳酸乙酯 酯化反應
一、乳酸乙酯性質及用途
乳酸乙酯為無色至淡黃色揮發(fā)性液體，天然存在于蘋果、葡萄、可可、菠蘿、杏仁、覆盆子、雞肉中。主要用于調配食用香精，酒用香精。亦用作硝化纖維、醋酸纖維、人造珍珠類的溶劑，還可用作制藥工業(yè)中壓制藥片的劑，藥物心得靜中間體；飼料工業(yè)中用作香味劑，合成芳氧丙酸類除草劑的重要中間體等等
二、實驗數據與分析
1.乳酸乙酯的折光率及紅外光譜分析
2.乳酸乙酯合成工藝條件的優(yōu)化
2.1醇酸摩爾比對乳酸乙酯酯化率的影響
實驗選用最佳催化劑， 0.165mol乳酸，催化劑（SLT固體超強酸）用量約為乳酸質量的1%，帶水劑（環(huán)己烷）15ml，反應4h。結果見表2及圖2。
由圖表可知，隨著醇酸比的增加，酯化率上升，但當醇酸比達到2.0：1時，再增加醇酸比，酯化率反而有所下降，原因可能是由于酯化反應時，剛開始增加醇酸比時，由于乙醇的量增多，每個乳酸分子上的羧基與乙醇上的羥基接觸的機會增多，乳酸被消耗的量也隨之增加；但由于酯化反應是一個受多種因素影響的可逆反應，當醇酸比達到2.0：1時，反應達到一個平衡狀態(tài)，再提高醇酸比，這時候有可能由于溶液的稀釋使得反應生成的酯發(fā)生水解,此時該因素已不能加劇平衡向正反應方向移動，反而有可能使平衡向負反應方向移動，所以在本實驗條件下合成乳酸乙酯的酯化反應的最佳醇酸比是2.0：1。
2.2酯化反應時間對酯化率的影響
三、結論
1.在固體超強酸SO42-/La2O3-TiO2作催化劑的情況下，乳酸與乙醇發(fā)生酯化反應生成乳酸乙酯的最佳制備工藝條件是：回流分水4h，醇酸比為2∶1，此時乳酸與乙醇的酯化反應進行的最徹底。
2.產品為無色透明液體。本實驗對其進行了折光率的測定，產品的折光率為n20D1.4118,與文獻值n20D1.4124基本相符。
3.將制備出的乳酸乙酯減壓蒸餾提純，然后對其進行了IR分析，其主要吸收峰的位置及峰形與文獻的譜圖基本一致。
參考文獻
[1]孫寶國.劉玉平編著. [M]. 食用香料手冊.北京：中國石化出版社.1998,277.
關鍵詞：光催化 降解 甲基橙 BiOBr 水熱合成
近年來，隨著工業(yè)的快速發(fā)展，水環(huán)境中有毒物、致癌物污染物的大量排放，嚴重地威脅著人類的健康。半導體光催化氧化技術以其眾多的優(yōu)點受到了人們的青睞[1,2]，但是，由于光催化技術的反應體系較為復雜，目前的光催化技術還基本停留在實驗室研究的層面上，其中最為突出的問題是光催化劑的光量子效率低，對光的響應范圍狹窄，催化能效率低，催化劑不穩(wěn)定等，因此光催化劑的制備及改性一直是國內外研究的熱點[1-5]。BiOX（Cl、Br、I）是一類新型的半導體材料[3-5]，具有獨特的電子結構、良好的光學性質和較高的催化活性，且隨著鹵素原子序數的增加，其光吸收和光催化性能均呈規(guī)律性變化，近年來引起了研究人員的興趣。本實驗通過水熱合成法制備了BiOBr光催化劑并對其進行表征，考察了不同溶劑下制備BiOBr光催化劑的形貌組成；以甲基橙為目標降解物，考察了不同pH值以及硫酸鈉電解質的加入對BiOBr光催化降解性能的影響。
一、實驗方法
1.催化劑的制備
二、光催化實驗
三、結果與討論
1.樣品表征
2.光催化降解
采用硝酸為溶劑制備的BiOBr粉末為光催化劑，紫外可見光下催化降解甲基橙。溶液初始pH值對光催化降解動力學的影響如圖2所示。由圖可見，pH值對催化劑的光催化活性具有顯著影響，pH=2時，甲基橙具有最好的催化降解效果，降解率達到了74%；pH=7時，降解率為52%；pH=9時，降解率只有21%，隨著pH值的升高，催化劑的光催化活性逐漸降低。
四、結論
通過水熱合成法制備產物，研究表明不同的水熱條件（溶劑）對產物的表面形貌產生了顯著的影響，以硝酸為溶劑條件下制備的片狀粉末顆粒更小。通過對BiOBr催化降解甲基橙的多組實驗數據進行研究分析，可知pH為2、加入硫酸鈉電解質條件下降解效果最好。
參考文獻
[1] Fujishima A, Honda K.. Nature.1972, 238(5358):23&37-38.
[2] Zhichao Shan, Wendeng Wang, Xinping Lin. Journal of Solid State Chenistry. 2008 (181):1361-1366.
[3] 張喜，華中師范大學博士學位論文，2010年。
中圖分類號：G633.8
文獻標識碼：B
2010年諾貝爾化學獎，由美國與日本的三位科學家理查德??？?Richard F-Heck)，根岸英一(Ei-iehi Negishi)及鈴木章(Akira Suzuki)分享，獲獎理由是“有機合成中鈀催化交叉偶聯(lián)”研究。
理查德??？耍绹?。1931年出生于美國麻省斯普林菲爾德(Springfield)，1954年從美國加州大學洛杉磯分校獲得博士學位?，F(xiàn)為美國特拉華大學名譽退休教授。
根岸英一，日本公民。1935年出生于中國長春，1963年從美國賓夕法尼亞大學獲得博士學位，現(xiàn)為美國普渡大學化學系特聘教授。
鈴木章，日本公民。1930年出生于日本北海道，1959年從日本北海道大學獲得博士學位，現(xiàn)為北海道大學名譽退休教授。
根岸和鈴木都曾在上世紀60年代師從美國的哈佛?布朗教授，布朗是1979年諾貝爾化學獎的獲得者。31年后。他的兩個弟子延續(xù)了他的榮耀。
1眾望所歸的獲獎成果
評審委員會在頒獎詞中認為“這是當今最精湛的化學技術之一，它為化學界提供了一個更為精確和有效的工具，極大地提高了化學家們創(chuàng)造先進化學物質的可能性”，還盛贊“科學家們在實驗室中的非凡創(chuàng)造賦予了化學這個傳統(tǒng)學科以藝術的價值”。
人們早在自然界中發(fā)現(xiàn)，一些生物能夠制造出結構非常復雜的大分子，這些大分子物質有時會有劇毒，是生物進行自我保護的武器。同時，這些物質也有可能為人所用，開發(fā)出各類抗生素等。但是自然形成的這些物質太過稀少，如何在實驗室中實現(xiàn)這些復雜的功能大分子的人工合成，是有機化學家們面臨的重大問題。有機化學最主要的反應就是碳原子之間化學鍵的生成和斷裂，碳原子的不同組合能夠形成結構非常復雜、性質各不相同的分子。通常情況下，由于碳原子很穩(wěn)定，涉及兩個碳原子之間的化學反應條件要求便會很苛刻，比如需要高溫和高壓，這樣就增加了實際操作的難度和危險性，提高了商業(yè)成本，并且可能伴隨的許多副反應大大降低了反應效率。顯然這不是化學家們所樂意看到的。
在三位科學家發(fā)展的鈀催化的交叉偶聯(lián)反應中，在金屬鈀的作用下，碳原子相連實現(xiàn)了，并且反應條件不像以前那么苛刻，反應速度也更快。這就向化學家提供了精致和有效的工具，大大提升了合成復雜化學物質的可能性。
概括來說，鈀催化的交叉偶聯(lián)反應可以分為三步。首先，金屬鈀作為一種過渡金屬與有機分子中的碳原子連接上，形成金屬鈀的配合物(氧化加成)。然后，該配合物和另外一個有機分子，通過配體交換或轉金屬化作用，形成一種新的鈀配合物。至此，一個鈀上連接了兩個來自不同分子上的碳原子，這樣就為兩個碳之間相連提供了機會。第三步，將鈀從兩個碳中間撤出來(還原消除)，兩個反應分子就連接在一起了，同時也再生金屬鈀，完成了催化循環(huán)。
這一催化偶聯(lián)反應具有如下特點：可允許多種活性官能團存在，縮短了反應步驟；可進行高度的區(qū)域或立體選擇性的反應，對于生成特殊的手性分子十分有用；沒有很多副產物，使得后處理容易。
2學界的高度評價
美國化學會主席約瑟夫?弗朗西斯科說：“這就是偉大的化學。他們值得獲獎，他們的成就已得到廣泛應用，為化學家的工具箱里增添了新工具?！?/p>
《美國化學會會刊》主編Peter J.Stang教授說：“鈀催化的交叉偶聯(lián)反應是最重要的實現(xiàn)碳碳鍵形成的反應，它在生物有機化學、藥物化學、材料化學及有機合成等方面都有廣泛應用。因此，這是個理所當然并且十分恰當的諾貝爾獎”。
2001年諾貝爾化學獎得主野依良治說，他們的獲獎成果不僅有學術價值，應用范圍也很廣，已經成為支撐制藥、材料化學等現(xiàn)代工業(yè)文明的巨大力量。
獲獎者之一理查德?赫克所在的特拉華大學教務長湯姆?阿普爾(Tom Apple)認為，赫克教授及同事開發(fā)出了“非常尖端”、能夠幫助科學家研制潛在癌癥藥物和治療方案的工具，這是一項“極大成就”：特拉華大學化學和生物化學系教授道格拉斯?泰伯(Doudas Taber)說，所有制藥工業(yè)、影印石板術以及計算機芯片的制造都依賴于碳碳鍵的形成，這項成果降低了使用這些技術進行工業(yè)生產時的成本。
3諾獎得主的獲獎感想
鈴木章教授在北海道大學舉行的記者會上謙虛地說： “全靠大家。這不僅離不開我所屬的研究團隊、我的學生以及北海道大學的功勞，也是從事各個化學領域的研究者們所取得的成果?！鄙泶┎厍嗌餮b的鈴木章在記者會上略顯緊張地說，“大學里的研究者們都希望自己的研究能對社會有所貢獻，但并不是想做就可以做到的。我們之所以能做到是因為非常幸運。”從醫(yī)藥品到液晶電視，鈴木章的研究成果對人類生活的諸多領域作出了貢獻。鈴木章在記者會上也重復著常對學生說的口頭禪： “要做能夠登上課本的研究，即使不順利也不要緊。要做誰都沒做的研究?！?/p>
另一位諾貝爾獎得主根岸英一則在美國家中接受了共同社的電話采訪，他細細咀嚼著獲獎的喜悅：“諾貝爾獎對我來說是童話般的存在，而如今這一夢想終于實現(xiàn)?！碑敱粏柤矮@獎感想時，根岸英一說。這并不完全在預料之外，自己的努力得到認可并不是件不可思議的事。他還透露， “8年前，恩師曾希望鈴木章與根岸英一被列入諾貝爾獎推薦名單”。
赫克目前正在菲律賓，接到獲獎的電話通知時，赫克感到很高興但并不十分吃驚。畢竟他們的成果已被認為應該獲得很高的榮譽。不過赫克仍認為，對他們的研究成果而言，能夠獲得諾貝爾獎是“一個非常完美的結局”。
4鑄就輝煌的法寶
濃厚的興趣、科學嚴謹的態(tài)度和一如既往的堅持精神是他們鑄就輝煌的三大法寶。
20世紀50年代，德國的一家化學公司使用金屬鈀將乙烯轉化為乙醛的做法引起了赫克的巨大興趣。而當時赫克正供職于美國一家化學公司，他開始研究將鈀為催化劑，讓鹵代芳烴和乙烯基的衍生物發(fā)生反應，從而實現(xiàn)碳碳鍵的偶聯(lián)。他先后寫了一系列的論文介紹自己的研究成果，發(fā)表在《美國化學會會刊》上。引人注意的是，他是單槍匹馬進行這些研究的，每篇論文的作者都只有他一個人。他的工作在初期甚至連美國的自然科學基金都沒有申請到，沒有得到學界的認可，但他依然堅持，直到后來自己的工作在社會上影響日益擴大。
根岸英一是真正熱愛化學的人，他對生活沒有奢求，開著兩萬元的車也很滿足，他的樂趣就是化學。據他的學生回憶。根岸英一從來不看電視，還是個計算機盲，一直保持著半個世紀前的生活方式。若要用計算機發(fā)郵件與人聯(lián)絡，他只能寫在紙上，讓秘書輸入計算機。如果讓他自己用計算機發(fā)郵件，幾句簡單的話可能需要折騰半小時以上。但他對學生十分嚴厲，對科研十分嚴謹，加之幾十年如一日的堅持成就了今日的諾獎輝煌。
鈴木教授曾在記者會上謙虛地表示自己的成功歸功于研究團隊的努力和幸運女神的眷顧，但在學界鈴木教授的嚴謹治學態(tài)度卻是聲名遠播。鈴木教授的論文數量不多，且大都以日文的形式發(fā)表在了日本的學術刊物上。但是，他的研究非常嚴密，做出來的結果經得起反復推敲。為了證實自己的研究結果具有可重復性，鈴木教授不惜購買全套的新實驗設備，用外部的試劑來重復實驗，在證明實驗結果完全沒有問題后，他才。
5諾獎給我們的啟示
在進人21世紀后的10年中，先后已經有6名日本人獲得“諾貝爾化學獎”，4人摘得“諾貝爾物理學獎”。輝煌的成就讓我們不禁發(fā)問： “他們何以取得如此成就?”“我們的問題出在哪里?”鈴木章教授曾對記者說：“日本是個沒有什么資源的國家，我們只有人，只能依靠人的努力獲取各種知識。理科的發(fā)展對于國家來說十分重要?！敝Z貝爾化學獎得主野依良治認為：獲獎的成果出自日本的強勢研究領域，表明日本的科研實力得到了認可。這個領域有許多優(yōu)秀的日本研究人員，他們兩位便是其中杰出代表，這對日本化學界來說是值得自豪的事情。日本在二戰(zhàn)之后，特別是20世紀60年代開始派大量留學生遠赴歐美，學習西方的先進科學技術，接受歐美的文化教育。之后很長一段時間，持續(xù)有日本人在美國大學讀博士、做博士后研究。日本政府重視基礎研究，科研投入十分巨大。他們的科研工作者可以在一個領域花上十幾年甚至幾十年的時間去研究，而不注重短期的經濟效益和回報，更不一定和獲獎、評比聯(lián)系在一起，加之他們嚴謹、持久的治學態(tài)度，逐漸營造了肥沃的學術土壤。
【摘 要】《催化作用基礎》 作為一門重要的專業(yè)基礎課程,具有獨特的知識體系和特點。為了幫助學生提高學習質量,掌握理論和應用的方法,結合《催化作用基礎》課程教學實踐,對教學內容、教學方法和考核方式進行了探討,對《催化作用基礎》的教學改革提出了一些建議。
關鍵詞 催化作用基礎；教學內容；教學方法；考核方式；改革
催化科學是催化化學、材料物理及化學工程之間的邊緣學科,具有理工結合的特點,其在國民經濟中具有十分重要的意義。目前，90%以上的化工產品是通過催化的方法生產出來的，可以說“沒有催化劑，就不可能建立現(xiàn)代的化學工業(yè)”?！洞呋饔没A》是應用化學專業(yè)學生的重要的專業(yè)課程，該課程的基礎知識在化工、石油、冶金、制藥及環(huán)保等諸多行業(yè)中都有著極為重要的應用。
一、教學內容改革
努力激發(fā)培養(yǎng)學生教學興趣,讓學生能夠享受學習的樂趣,是《催化作用基礎》教學的任務之一,也是提高課堂教學質量的有效途徑。對此我們基于以下兩點原則對教學內容進行改革：一是實用性原則。選擇概括性程度較高的知識,突出重點,準確、簡明的闡述最基本、最通用的高教層次的化學基本原理和規(guī)律,使學生能夠有效地掌握教學內容。立足工程背景，突出工科特色，注重理工結合。以工程技術的觀點來組織教材， 力求在各個教學環(huán)節(jié)中做到既向學生傳授科學知識，又給學生展現(xiàn)工程技術的背景，體現(xiàn)科學研究的方法和科學探索的過程，從而激發(fā)學生學習化學的積極性，使他們初步具備利用一定的化學知識去分析、解決工程實際問題的能力。二是時代性原則，各種新型催化劑和催化理論的不斷出現(xiàn)使得催化技術近幾十年得到了飛速的發(fā)展，催化技術的教材也不斷更新。目前，此課程使用的教材涉及的內容多，專業(yè)性和綜合性也較強，受課時所限，需要加大對課程內容資源的整合。按照必需、夠用的原則，對理論性較強，和其他學科交叉的內容可以放置其他課程講授，省略講授，重點圍繞催化技術原理，催化劑的組成、種類，催化劑的制備和使用、催化劑的活性評價、催化劑的表征等內容進行重點講述。
二、教學方法改革
《催化作用基礎》 是一門實踐性和理論性緊密聯(lián)系的課程，按照常規(guī)的教學方法結合教材知識點進行講解，學生難以把握相關知識和理論，這主要是因為大多數學生沒有從事催化生產的實踐經歷，只能枯燥的記憶和理解。如果按照傳統(tǒng)的灌輸式教學方法照本宣科， 必然會造成學生的畏難情緒。因此，《催化作用基礎》課程的教學方法迫切需要改革和創(chuàng)新。教學方法是使教學思想得以貫徹執(zhí)行、知識體系和課程內容得以完整實施和傳授的關鍵所在。在教學中強調學生的主體性,充分考慮學生的因素,放手讓他們在探究中、實踐中、協(xié)作中自主地學習。 一、在導入新課的時候,可以運用實驗、故事、音像多媒體等手段和富有挑戰(zhàn)性、激勵性的問題設置情境,提出疑問,學生通過觀察感知產生疑問、發(fā)現(xiàn)問題, 引起認知沖突,以激發(fā)學生的興趣和求知欲望,從而換起學生的創(chuàng)新意識。二、講解看不見摸不到、微觀抽象的知識時,可以運用實物模型、圖表、多媒體等直觀手段和生動的語言描繪進行形象化教學,想方設法搭建宏觀與微觀的橋梁,以增加學生的感性認識,激發(fā)學生積極討論探究,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。例如,在學習沸石分子篩的結構時,學生不明白,教師利用多媒體手段制作了動畫,增強了學生的感性認識,激發(fā)學生學習興趣。同時教師提出了沸石分子篩的結構有幾種的問題。學生通過查閱資料,不僅知道了沸石分子篩結構單元,同時列舉了許多類型的分子篩,知道了不同結構的分子式,會起到不同的催化作用,加強了學生對沸石分子篩的重視。學習知識的目的是要應用于實踐,只有使其轉化成生產力才能體現(xiàn)知識的價值,因此引導學生將理論與實踐相結合,培養(yǎng)學生對知識的運用能力是培養(yǎng)創(chuàng)造型人才的關鍵。三、通過雙語教學提高學生的英語水平，尤其是科技文獻的閱讀水平和科技論文的寫作水平。國外催化技術期刊報道了現(xiàn)代工業(yè)催化技術的發(fā)展的最新研究成果，在課堂教學中，采用一定形式的雙語教學不僅可以讓學生提高知識的視野，也使學生在掌握催化知識的同時，提高用英語表達和用英語思考催化知識的能力。在教學中鼓勵學生多說相關專業(yè)英語，如課堂提問時讓學生用英語回答。四、《催化作用基礎》是一門理論和實踐聯(lián)系非常緊密的專業(yè)課程,通過這門課程的學習可以使得學生了解工業(yè)上使用的一些重要催化劑,以及使用這些催化劑的注意事項和要求。但這些實際催化的學習內容多,學生缺乏工廠實踐經驗,理論和實際脫節(jié)的結果。因此,為了解決這一難題，充分利用實驗室資料,組織學生親自制備幾種催化劑。在制備的過程中,對理論知識進行消化和吸收。
三、考核方式改革
《催化作用基礎》這門課程的知識點很分散,并且以敘述為主,因此傳統(tǒng)的閉卷考核方式不能全面地反映出學生對知識點的掌握水平,同時讓學生在學習過程中產生投機取巧的心理。認為只有考試前背背筆記就可以通過考試了。因此,為了全面考核學生的掌握情況,使學生充分重視對這門課程的學習,可以采取多層次的考核方式。將傳統(tǒng)單一筆試方式改為由筆試、課堂PPT報告、課堂回答問題效果和課后習題解答效果相結合的考核方法來評定學生的學習成績。具體實施如下：(1)筆試(開卷)，占60%。 考核必須掌握和熟記的基本概念、基礎知識和基本原理的掌握情況。（2）在保留傳統(tǒng)的閉卷考試形式的基礎上,組織學生進行課堂教學，占20%。即將學過的知識點相關題目作為題目,讓學生根據已經掌握的專業(yè)知識去查閱資料,做成PPT在課堂上講解演示。教師根據PPT的內容的真實性、邏輯性、趣味性和表述的條理性等多個方面給學生打分。采用這種方式進行考核,不僅能充分調動學生學習的積極性,活躍課堂氣氛,而且可以有效查找學生學習的薄弱環(huán)節(jié),及時加以引導。（3）課堂回答問題過程中的表現(xiàn)，占10%。一般為比較寬泛的題目，比如簡述分子篩的催化原理及應用，對回答到位的同學予以加分；另外，每次習題課時，授課教師都要接受同學的提問，并對提出有深度問題的同學予以加分。（4）課后習題解答效果，占10%。由于平時作業(yè)計入課程總分，因此同學們對每次作業(yè)都高度重視，提高了學習效果。
參考文獻
[1]黃仲濤，耿建銘.工業(yè)催化(第二版)[M].北京:化學工業(yè)出版社.2007
[2]曾小彬.創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，提升應用型人才培養(yǎng)質量[J].中國大學教育.2010(3):17－18
[3]張巖，高平強.《工業(yè)催化》課程改革與實踐[J].化工時刊.2010，(12):73－74
[4]王培遠，孫淑敏．工業(yè)催化教學初探[J].化工教育.2012，(5):61－62
【作者簡介】
夏薇（1980-）女，漢，中國石油大學（華東）化學工程學院應用化學系，副教授，博士。
論文摘要：本文從納米材料在催化方面、涂料方面、其它精細化工方面和醫(yī)藥方面的應用等幾個方面探討了其在化工生產中的應用。
有人曾經預測在21世紀納米技術將成為超過網絡技術和基因技術的“決定性技術”，由此納米材料將成為最有前途的材料。它所具有的獨特的物理和化學性質，使人們意識到它的發(fā)展可能給物理、化學、材料、生物、醫(yī)藥等學科的研究帶來新的機遇。納米材料的應用前景十分廣闊。近年來，它在化工生產領域也得到了一定的應用，并顯示出它的獨特魅力。
一、納米材料在工程上的應用
納米材料的小尺寸效應使得通常在高溫下才能燒結的材料如 si c, bc等在納米尺度下在較低的溫度下即可燒結 ,另一方面 ,納米材料作為燒結過程中的活性添加劑使用也可降低燒結溫度 ,縮短燒結時間。由于納米粒子的尺寸效應和表面效應 ,使得納米復相材料的熔點和相轉變溫度下降 ,在較低的溫度下即可得到燒結性能良好的復相材料。由納米顆粒構成的納米陶瓷在低溫下出現(xiàn)良好的延展性。納米 ti o2 陶瓷在室溫下具有良好的韌性 ,在 1 80°c下經受彎曲而不產生裂紋。納米復合陶瓷具有良好的室溫和高溫力學性能 ,在切削刀具、軸承、汽車發(fā)動機部件等方面具有廣泛的應用 ,在許多超高溫、強腐蝕等許多苛刻的環(huán)境下起著其它材料無法取代的作用。隨著陶瓷多層結構在微電子器件的包封、電容器、傳感器等方面的應用 ,利用納米材料的優(yōu)異性能來制作高性能電子陶瓷材料也成為一大熱點。有人預計納米陶瓷很可能發(fā)展成為跨世紀新材料 ,使陶瓷材料的研究出現(xiàn)一個新的飛躍。納米顆粒添加到玻璃中 ,可以明顯改善玻璃的脆性。無機納米顆粒具有很好的流動性 ,可以用來制備在某些特殊場合下使用的固體劑。
二、納米材料在涂料方面的應用
納米材料由于其表面和結構的特殊性，具有一般材料難以獲得的優(yōu)異性能，顯示出強大的生命力。表面涂層技術也是當今世界關注的熱點。納米材料為表面涂層提供了良好的機遇，使得材料的功能化具有極大的可能。借助于傳統(tǒng)的涂層技術，添加納米材料，可獲得納米復合體系涂層，實現(xiàn)功能的飛躍，使得傳統(tǒng)涂層功能改性。涂層按其用途可分為結構涂層和功能涂層。結構涂層是指涂層提高基體的某些性質和改性；功能涂層是賦予基體所不具備的性能，從而獲得傳統(tǒng)涂層沒有的功能。結構涂層有超硬、耐磨涂層，抗氧化、耐熱、阻燃涂層，耐腐蝕、裝飾涂層等；功能涂層有消光、光反射、光選擇吸收的光學涂層，導電、絕緣、半導體特性的電學涂層，氧敏、濕敏、氣敏的敏感特性涂層等。在涂料中加入納米材料，可進一步提高其防護能力，實現(xiàn)防紫外線照射、耐大氣侵害和抗降解、變色等，在衛(wèi)生用品上應用可起到殺菌保潔作用。在標牌上使用納米材料涂層，可利用其光學特性，達到儲存太陽能、節(jié)約能源的目的。在建材產品如玻璃、涂料中加入適宜的納米材料，可以達到減少光的透射和熱傳遞效果，產生隔熱、阻燃等效果。
日本松下公司已研制出具有良好靜電屏蔽的納米涂料，所應用的納米微粒有氧化鐵、二氧化鈦和氧化鋅等。這些具有半導體特性的納米氧化物粒子，在室溫下具有比常規(guī)的氧化物高的導電特性，因而能起到靜電屏蔽作用，而且氧化物納米微粒的顏色不同，這樣還可以通過復合控制靜電屏蔽涂料的顏色，克服炭黑靜電屏蔽涂料只有單一顏色的單調性。納米材料的顏色不僅隨粒徑而變，還具有隨角變色效應。在汽車的裝飾噴涂業(yè)中，將納米tio2添加在汽車、轎車的金屬閃光面漆中，能使涂層產生豐富而神秘的色彩效果，從而使傳統(tǒng)汽車面漆舊貌換新顏。納米sio2是一種抗紫外線輻射材料。在涂料中加入納米sio2，可使涂料的抗老化性能、光潔度及強度成倍地增加。納米涂層具有良好的應用前景，將為涂層技術帶來一場新的技術革命，也將推動復合材料的研究開發(fā)與應用。
三、納米材料在催化方面的應用
催化劑在許多化學化工領域中起著舉足輕重的作用，它可以控制反應時間、提高反應效率和反應速度。大多數傳統(tǒng)的催化劑不僅催化效率低，而且其制備是憑經驗進行，不僅造成生產原料的巨大浪費，使經濟效益難以提高，而且對環(huán)境也造成污染。納米粒子表面活性中心多，為它作催化劑提供了必要條件。納米粒于作催化劑，可大大提高反應效率，控制反應速度，甚至使原來不能進行的反應也能進行。納米微粒作催化劑比一般催化劑的反應速度提高10～15倍。
光催化反應涉及到許多反應類型，如醇與烴的氧化，無機離子氧化還原，有機物催化脫氫和加氫、氨基酸合成，固氮反應，水凈化處理，水煤氣變換等，其中有些是多相催化難以實現(xiàn)的。半導體多相光催化劑能有效地降解水中的有機污染物。例如納米tio2，既有較高的光催化活性，又能耐酸堿，對光穩(wěn)定，無毒，便宜易得，是制備負載型光催化劑的最佳選擇。已有文章報道，選用硅膠為基質，制得了催化活性較高的tio／sio2負載型光催化劑。ni或cu一zn化合物的納米顆粒，對某些有機化合物的氫化反應是極好的催化劑，可代替昂貴的鉑或鈕催化劑。納米鉑黑催化劑可使乙烯的氧化反應溫度從600℃降至室溫。用納米微粒作催化劑提高反應效率、優(yōu)化反應路徑、提高反應速度方面的研究，是未來催化科學不可忽視的重要研究課題，很可能給催化在工業(yè)上的應用帶來革命性的變革。
四、納米陶瓷材料增韌改性
