催化范文10篇

［摘要］为研究降解污水处理厂高浓度有机物废水监测提供理论基础和技术支持，分析乌鲁木齐市某污水处理厂的进水水样，通过控制Y利用凝胶溶胶法在500℃下煅烧2h制备出不同Y掺杂量的BFO光催化纳米粉末，粉末粒径较小，约为5～6nm，由不规则的颗粒团聚成球状且表面粗糙，随着Y掺杂量的增加，颗粒粒径逐渐减小，掺杂量能够增强可见光响应能力，有效抑制电子－空穴对的复合，提高光催化降解效率。研究表明，BFO光催化降解刚果红溶液时，纯铁酸铋对刚果红的降解率为35%左右，Y5样品对刚果红的去除率可达到86%，比纯铁酸铋的降解效果增加56%左右。刚果红浓度与其初始浓度之比(Ct/C0)随时间的变化成指数关系，符合拟一级反应动力学方程。

［关键词］光催化剂;刚果红;电子－空穴;铁酸铋

随着经济的快速发展，人类活动对自身的生存环境造成不同程度的破坏，直接或间接影响人类健康以及社会经济的可持续健康发展［1］。难降解有机污染物在水体中广泛且持久存在。中国在全球范围内属于湖泊密度较大的国家之一，湖泊在供给淡水、渔业、维护生态环境等多个方面占有重大比重。水体中常见的有机污染物有以下几种:酚类化合物、苯胂酸类化合物、石油类、苯系物、有机氯农药、有机磷农药、多环芳烃、多氯联苯等。其中，染料废水是常见的有机工业废水，在实际工程中常常伴有染料废水的处理，常见的试验目标染料污染物有刚果红、罗丹明B、甲基橙、孔雀石绿等。铁酸铋(BiFeO3，简写BFO)是一种常见的新型的多铁性光催化材料，具有铁电性和反铁磁性以及较窄的禁带能隙，是当前多铁材料研究热点之一。BFO不仅在自旋电子器件和铁电储存方面有较大的应用潜力，而且在光催化降解方向也有着非常大的前景。BFO作为一种典型的钙钛矿材料，其本身的禁带能隙为2.2～2.8eV，对紫外光和可见光都能产生响应，表现出较好的光催化活性，在光催化降解污染物、环境净化及光解水制氢等方面有着诱人的前景［2］。但是在光催化实验中，此材料有光生空穴与电子对分离困难、材料表面吸附性能相对较差，导致可见光光电子产率低以及光生电子和空穴易于复合等缺点。

1Bi1－xYxFeO3光催化剂的表征

1.1不同Y掺杂量BFO样品的红外光谱分析

图1为不同Y掺杂量的BFO样品的FT－IR谱图。从图1中可以看出，在500℃下煅烧2h的所有样品的红外谱图均相似，在550cm－1和440cm－1处有明显的属于FeO6八面体中的Fe－O和Bi－O键的2个吸收峰。与萨特勒标准红外光栅光谱集对照发现，特征峰的位置和形状并不是完全相同，表明此次合成的样品是有杂质的，与上述的XRD分析结果一致。综上所述，Y掺杂量的增加引起晶粒尺寸减小、比表面积增加、吸收峰发生蓝移等［3］。图1不同含量Y掺杂BFO的红外光谱图

一、丰富教学内容，紧跟学科前沿

催化知识应用非常广泛，涉及到炼油、化工、环保、制药、能源、材料等多个领域。而“催化材料与催化剂设计”课程作为我校催化学科研究生的专业选修课，除了应介绍催化理论的相关基本知识外，还要结合专业特点丰富课程教学内容，联系与化工生产及人们日常生活密切相连的催化知识，使学生主动去学习与催化相关的知识。同时，教学内容一定还要紧跟当今时代催化学科发展的前沿和热点。教师在教学中应尽可能多地介绍催化学科发展前沿及其在其它学科领域应用的热点实例进行讲解，培养学生对相关催化理论的学习兴趣。例如，在催化材料一章时，讲述有机无机杂化材料，可介绍新型氨基桥联的PMO材料的一些最新研究动态及应用。共聚法合成的氨基桥联的PMO材料具有较短的有序介孔直孔道，可作为环境友好型有机碱催化剂，催化水介质Knoeve-nagel反应和无溶剂Henry反应。另外，在课堂教学中，教师可以结合自身的科研成果和收集的国内外催化材料及催化反应最新研究成果，向学生们进行介绍，并组织讨论，提高学生的学习积极性和拓展他们的知识面。只有在教学过程中不断将所学知识与学科发展前沿相联系，才能培养研究生对相关催化理论的学习兴趣，使他们感到学之有用，从而产生对自己所学专业的认识及从事科学研究的兴趣。

二、改革教学方法，开拓研究生思维

1．研讨式教学

研究生顾名思义，就是要研究，没有研究就不能称之为研究生。研讨式教学理念就是注重激发研究生思维，鼓励研究生自己去发现问题、探索问题。研讨式教学可以激发研究生的主观能动性，加强其独立思考的能力。如在绪论一章中介绍当前催化在化学可持续发展中的重要作用和地位时，把它作为一个问题提出来，给出一定时间让学生分组对这一问题进行讨论，每个小组选出代表做总结发言，最后教师引导总结。这样，在互相讨论的过程中，学生已经对催化在化学或持发展中的战略地位有了更深的了解。

2．案例式教学

手性催化研究应重视两个问题

（1）应重视新观念、新技术、新方法和新型手性催化剂的研究及应用。例如，外消旋体的动力学拆分是合成光学活性化合物的有效手段，但是理想的产率也只能达到50%，而另一半异构体只能作为副产品废弃掉，造成低的原子经济性。近年来，报道了“动态动力学拆分的方法”，即在反应体系中加入另一种催化剂，可以催化异构化反应，这样，单一光学活性化合物的产率就可以达到80%-90%，化学合成的原子经济性有了很大的提高。其他还比如，不对称活化（毒化）、不对称放大、去对称化反应等新的观念、方法和技术都是需要深入研究和发展的。（2）注重总结规律，注重理论的加强和研究指导。至今，相关的手性催化研究经验的积累，在实验过程中将不对称反应进行排除，发现优良的手性催化剂以及手性配体。所以，手性催化的发展方向需要不断的进行总结规律，注重理论的加强和研究指导。

手性催化研究的发展趋势

真正在手性工业合成中得到应用的技术还十分有限。手性催化合成作为实现“完美合成化学”的重要途径之一，目前还有许多科学问题有待解决，比如：（1）手性催化剂的立体选择性及催化效率问题；（2）手性催化剂结构的创新性问题，也就是具有自主知识产权的、新型高效的手性催化剂的创制问题；（3）受限环境中手性诱导的规律性问题；（4）手性诱导过程中多因素控制的复杂性问题等。当然还包括关于生命起源中手性的起源和均一性等重大基本科学问题。其中，手性催化剂是手性催化研究中的最核心问题。目前对于手性催化剂的研究，还缺乏系统的理性指导以及规律性可循，手性催化剂及高效催化反应的开发，经验、运气和努力是必不可少的，经过理论和概念的创新，才能够将困难化解。发展具有原始创新性骨架的新型手性配体和催化剂，研究配体和催化剂的刚性、电性和立体效应对催化反应影响的规律性，发展高效的手性催化合成方法。利用手性活化、分子识别与组装原理，采用组合方法，发展手性双功能金属络合物以及多组分配体金属络合物催化剂新体系，在此基础上发展全新的高效、高选择性不对称碳-碳和碳-杂原子键形成反应，并应用到生物活性分子和天然产物合成中，为生物活性分子和天然产物发展高效、原子经济和绿色的合成方法。利用细胞催化系统，建立和发展新型生物催化反应，揭示反应的机理；研究组合生物催化、生物催化与金属催化的结合，发展化学和生物催化相结合的方法，并应用于一些重要手性分子的合成。设计合成新型的微、纳米尺度固体手性催化材料，研究受限环境中手性诱导的规律性，发展包括手性光化学反应在内的高效手性催化反应，为均相手性催化剂的负载和实用化提供新的途径，这也是实现手性技术工业应用的重要途径。

本文作者：孙立喆工作单位：黑龙江昊华化工有限公司

摘要：经典免疫学理论认为，抗体通过其Fab片段可变区与相应抗原特异结合，通过调理、中和、ADCC及激活补体等机制发挥免疫效应，清除病原微生物或引起机体病理性损伤。然而最近的研究发现抗体具有一种前所未知的新功能，即所有的免疫球蛋白，不论其来源或抗原特异性，都能催化水的氧化反应产生过氧化氢（H2O2）和臭氧（O3）等活性氧分子，因此在机体的免疫防御和病理过程中扮演一种新的重要角色。

关键词：抗体单线态氧过氧化氢臭氧

一、抗体催化水的氧化途径的发现

早在20世纪40年代，Pauling就提出了抗体可能具有催化活性，认为抗体的抗原结合位点以任意的方式产生，那么这种结合位点应该和酶的活性相似，因此抗体也可能具有酶的活性。直到1975年杂交瘤技术的问世和发展后，Pauling的这种假说陆续得到证实。自从1986年Tramontano及Pollack等介绍了抗体催化水解反应的作用后，人们对抗体的特性又有了新的认识，认为抗体不仅具有识别、结合的能力，而且还具有更复杂的化学特性。因此人们提出疑问，抗体的这种催化作用是否就是其本身发挥正常免疫功能的一种机制。长久以来，并没有充足的证据支持这种假说。

Wentworth等研究发现所有的抗体都能催化单线态氧（1O2）和水反应生成H2O2，其反应形式为:x1O2+H2O→H2O2+(x-1)3O2。这种抗体介导的过程并不依赖于其来源及抗原特异性，均能通过1O2结合于抗体折叠部位内而激发。研究显示抗体的这种催化作用具有显著的杀菌能力。当G-大肠埃希菌（Escherichiacoli）暴露于1O2水溶液中时，只能观察到微弱的杀菌效应，但随着抗原特异性或非特异性抗体的加入，95%的细菌被杀灭。这种杀菌活性似乎是抗体的一种普遍特性，因为不管抗体的来源及其抗原特异性，所有的免疫球蛋白均表现出这种活性。通过形态学观察，这种氧化损伤明显增加了胞壁和浆膜对水的通透性，并且胞壁上出现穿孔现象，这种杀伤机制与吞噬细胞杀伤细菌时所观察到的形态学非常相似。进一步的定量研究发现，通过抗体催化水的氧化杀灭50%的细菌，其产生的H2O2水平，明显低于对照组杀灭同样数量细菌所需要的H2O2的水平，由此推断抗体催化水的氧化过程中可能产生其他的杀菌分子。Wentworth等进一步研究证实在抗体催化水的氧化过程中产生了一种O3的化学信号。O3本身具有高度的杀菌活性，而H2O2与O3的联合对细菌的毒性作用远远大于它们其中的任何一个。因此可以认为抗体催化水的氧化途径产生的H2O2与O3在机体的免疫防御过程中具有重要意义，表明抗体除了识别功能外，其本身也具有清除外来病原微生物的作用。

二、抗体催化水的氧化途径的可能机制

摘要：催化裂化是石化工业中的重要工艺流程，其主要由催化裂化装置支持，借助化学原理、热工设备、催化剂等多重作用下，实现石油炼制。但是，这一过程中，所消耗的能源相对较大，不利于石油化工企业的发展。故此，展开石油催化裂化装置的基本分析，再对具体节能技术展开研究，结合技术改造等途径，旨在综合控制催化裂化装置能源消耗，推动石油化工企业的持续发展。

关键词：催化裂化装置；节能降耗；有效途径；技术改造

催化裂化装置为炼油工艺中的二次加工工艺，借助该装置，可实现汽油馏分、液化气、柴油馏分等。但，在具体催化裂化过程中，会造成大量能源消耗，可占炼油工艺中能源消耗的15~20%。这则造成了能源生产与能源消耗之间的矛盾，不利于可持续发展，亟需改进。基于此，本文对催化裂化装置特点展开研究，分析具体催化裂化节能技术，再研究具体节能降耗途径，详细如下。

1催化裂化装置特点

催化裂化是将中重质油转化为轻质油的重要工序，在催化裂化装置支持下，能够进一步获得裂化气、柴油和汽油等。其是一种能源生产装置：（1）轻质油的回收率高，能够达到70~80%，而原油初馏仅仅能够达到10~40%。（2）借助催化裂化，催化汽油的辛烷值较高，可达到85以上，且汽油的安定性良好。（3）催化柴油的十六烷值低，可借助直馏柴油调和，达到增加十六烷值的目的。（4）具体生产气体产率在10~20%左右浮动，其中产气中，90%左右为液化石油气，其富含大量烯烃。（5）气体产率10~20%，汽油产率30~50%，柴油产率≤40%，焦炭产率5~7%左右浮动。随着国内对催化裂化技术的研究，催化裂化设备也将得到不断的改进，其需保持长周期运转，还需增强转化劣质重油，增强轻质油产率。其中，具体的能源消耗问题，也是干扰催化裂化的装置的关键点，处理产能与耗能的矛盾冲突，则变得十分重要。故此，需结合催化裂化装置的节能技术，研究具体节能降耗措施。

2催化裂化装置节能技术

摘要：随着我国科学技术发展水平的提升，越来越多的技术开始涌现在人们的面前。在精细化工中，催化加氢技术的应用效果极为显著，被广泛地应用到我国的化工行业中，其主要使用的是负载型催化剂。该类型的催化剂活性比较高，会对一些金属负载量产生不同程度的影响，因此，催化剂在实际的使用中通常会受到各类外力条件的限制和约束。主要就精细化工中催化加氢技术进行较为详尽的论述，探究其技术的应用要点，使该技术可以在精细化工中展现出其自身最大的效用。

关键词：催化加氢技术；精细化工；催化剂

1加氢催化剂

在还原反应中，加氢催化剂是其重要的组成部分，现阶段，我国所开展的研究工作中主要使用的是Pd/Pct/骨架镍这类催化剂。1.1镍系催化剂。镍系催化剂主要分为两种，其分别是硅藻土以及二氧化硅。其相关的化工人员选用沉淀的方式，把硝酸镍进行沉淀的处理，将其放置到载体上面，在实际的使用过程中，要对其进行利用氢催化的形式，确保其催化剂在400℃左右，且其上下浮动不超过50℃时，不会产生不良的自烧等反应。骨架镍是一种会经过强碱腐蚀处理的物质，其会以一个多孔海绵的状态呈现，所以在实际的制备过程中，其应当在钛中添加一些较为稳量的元素，这样会改良其各类合金的性能，在实际的催化剂应用过程中，无论是酸碱度还是腐蚀度都会在一定程度上影响到其催化剂的性能。镍系的催化剂具有极强的经济性，所以在实际的使用中比较便捷，同时其应用的空间也比较大。1.2钯系催化剂。钯系催化剂的制作方式比较简单，其先要进行氯化钯的溶解处理，让其物质更好地溶解到盐酸溶液当中，之后再添加一定量的活性炭，让钯可以充分的作用，在浸染之后，对活性炭进行干燥的处理，还原其氢气，控制好其产生还原反应时的温度，这种制备方式主要被应用于大部分的催化剂的制作过程，其制作过程要控制好其活性物质组成的迁移频率。1.3铂系催化剂。铂系催化剂的制备方式主要把氯铂酸放置到水中，并在水中添加过量的硝酸钠，对其进行烘干的处理，将其烘干的温度调整到35℃，让其可以快速地熔融以及发生分解的反应，进而产生出二氧化氮气体，同时还会带有褐色沉淀物质的现象，待其产生了该化学反应之后，要再次调整其温度，让其温度上升到500℃，继而分解之后产生二氧化铂加氢催化剂。1.4活性炭/载体物质活性炭/载体物质具有极为高效的催化能力，所以其会对活性炭自身性能的要求会比较高，活性炭这类物质和其他的机械类杂质等不能混合在一起，其所选择的材料大部分都是果核类的物质。1.5铜系催化剂。铜系催化剂的面积比较大，另外其物质自身的活性也会比较高，会将其用于烯烃的加氢反应，如果其催化剂在实际的使用中为单独的方式，那么其就极容易产生烧结的现象，一旦产生了烧结的现象，就给其制备过程带来困扰，想要避免产生该类问题，就需要使用载体进行处理。

2催化加氢技术的运用

2.1氨基酚。氨基苯的制作主要是将硝基苯放置到稀硫酸当中，让其通过介质的效用产生重排反应，进而得到氨基酚，其所选用的催化剂主要是5%Pt/C。需要对贵金属与硝基苯的质量比进行调控，让其比值始终为（0.0005~0.0050）∶1。控制好其使用的温度，让其温度始终保持在80℃左右。压力控制在11~12MPa，最后利用过氧化氢处理，10%的稀硫酸为介质进行反应。2.2催化加氢制备。2，2-二氯氢化偶氮苯2-二氯化偶氮苯采用0.8%Pd/C的催化剂，以甲苯为溶剂，在反应过程中加入表面活性剂和助催化剂，将邻硝基氯化苯在0.6MPa、55~75℃下，加氢3h。以上做法是宋东明化学家提出的方法，而美国申请专利最早使用方法是在碱性条件下邻硝基氯化苯液相加氢制备2，2-二氯氢化偶氮苯，为固-液-气三相反应。主催化剂为0.5%~1%Pd/C或Pt/C，贵金属与硝基物重量比为（0.0002~0.0010）∶1。2.3催化加氢制备邻氯苯胺。邻硝基苯加氢还原生成邻氯苯胺，主催化剂为0.8%Pd/C，贵金属与硝基氯苯质量比为（0.0001~0.0005）∶1。助催化剂为亚磷酸钠，在甲苯为溶剂，温度控制在60~80℃，氢气压力为0.6~2MPa。制得的纯度可以达到99.7%，收率达到92%。与传统相比，大大减少了三废的生产。

摘要：低温等离子体-催化协同净化技术是一项全新的处理技术，具有能耗低，处理效率高等优点，在处理VOCs、氮氧化物、机动车尾气方面都有着广阔的发展前景，但实际应用还很不成熟，需要加大力量进行更加深入的理论和实践研究，低温等离子体协同催化净化技术将在废气治理领域发挥重要的作用。

关键词：低温等离子体；协同作用；大气污染控制

Abstract：Asanewprocesstechnology,Catalysis-assistednon-thermalplasmatechniquehasitsadvantages,suchaslessenergyconsumption,higherremovalefficiency,etc.ThetechniqueintreatingVOCs，NOxandengineoff-gaseshavelargedevelopmentprospects.Becauseoftheimmaturepracticalapplication,itneedtoincreaseeffortstoconductmorein-depththeoreticalandpracticalresearch.Catalysis-assistednon-thermalplasmatechniquewillbeabletoplaytheimportantroleinthetreatmentofwastegases.

Keywords：non-thermalplasma；synergisticeffect；airpollutioncontrol

目前，各种有毒有害气体的排放已造成严重的环境污染。低浓度有害气态污染物（如SO2、NOx、VOCs、H2S等）广泛地产生于能源转化、交通运输、工业生产等过程中。国际条例加强了对这些有害废气的限制。传统的治理方法如液体吸收法、活性炭吸附法、焚烧和催化氧化等已很难达到国际排放标准[1]。

近年来兴起的低温等离子体催化（non-thermalplasmacatalysis）技术解决了传统的净化方法所不能解决的问题。用该项技术处理有机废气具有以下优点：①能耗低，可在室温下与催化剂反应，无需加热，极大地节约了能源；②使用便利，设计时可以根据风量变化以及现场条件进行调节；③不产生副产物，催化剂可选择性地降解等离子体反应中所产生的副产物；④不产生放射物；⑤尤其适于处理有气味及低浓度大风量的气体。但以下两方面还有待改进：①对水蒸气比较敏感，当水蒸气含量高于5%时，处理效率及效果将受到影响；②初始设备投资较高。该项技术在环境污染物处理方面引起了人们的极大关注，被认为是环境污染物处理领域中很有发展前途的高新技术之一。本文将探讨其与污染气体的作用过程及两者协同作用机理，并概述这一技术在废气治理方面的进展。

1催化裂化装置节能降耗的有效途径探索

1.1降低催化裂化反应中的焦炭产率

根据我国现有的炼油生产工艺分析，焦炭是催化裂化装置中反应所占能耗最大的部分。焦炭主要类型包括催化焦、污染焦、附加焦等，呈现出多种混合状态。具体的措施如下：第一，使用焦炭产率较低的催化剂产品。催化剂虽然不直接进行催化裂化反应，但其本身作用于装置中依然消耗能源，采用焦炭产率较低的催化剂是最简单、最实用的方式，而且催化裂化装置也不需要额外的添加辅助设备，不需要进行改造。第二，使用焦炭产率较低的工艺设备。除了催化剂本身的焦炭产率特性之外，还可以通过工艺设备的合理应用来实现降低目的。催化裂化装置中的主要组成部分包括原料喷嘴、气提段、提升管出口快分等，一些新的工艺设备主要通过改变原来的反应状态实现，如将液态转化为气态；总体而言，工艺设备的选择标准时改善原料，减少工艺气与催化剂的接触，增强气提效果等。第三，使用焦炭产率较低的原材料。石油中的沥青、胶质、石蜡和重金属成分等是影响焦炭产率的主要原因，针对催化裂化的原材料而言，需要进行事先预处理。目前，在节能减排、低碳观念的影响下，我国对石油原材料预处理的手段主要包括循环技术和冷却技术，以提高反应剂的效率，降低碳差；同时，对原材料进行预处理可以有效提高轻质油产量。

1.2降低催化裂化反应中的综合电耗

催化裂化装置工作中要消耗大量的电能，约占整个工艺流程装置总电能消耗的10%，对炼制企业而言是一笔巨大的经济投入。降低电能消耗不仅可以节约成本，同时也做到了低碳排放。首先，优化烟机运行，提高回收功率。烟机即烟气轮机，是催化裂化装置中发挥能量回收的设备，其运行的优劣对电能损耗的影响十分明显。可以适当降低主风机出口到烟机入口的压力，减小运行负荷，定期清理结垢和粉尘，确保烟气轮机的平稳、长期、高效运转。其次，完善空冷器和机泵的节电措施。与烟机相比，空冷器和机泵的电力消耗较小，设备的功率有限，但由于工艺限制，这两种设备在整个工艺流程中数量较多，整体电能消耗综合起来也是相对庞大的，因此有必要进行节能措施改造。根据不同类型的空冷器和机泵设备，采用合适的级恩恩个手段，如对于流量或负荷调节频繁的机泵而言，可以改装为变频装置控制的体系。再次，增加蒸汽产量并降低蒸汽消耗。石油炼制工艺中需要用到大功率热工设备，控制不当的情况下会导致催化裂化装置中热量剩余过多，造成浪费；蒸汽量过多，反应装置内的压力就会增加，但重质油在催化裂化装置中反应所需要的压力级别是固定的（3.5MPa），过多的蒸汽只会造成无效损失。因此，可以减少单位时间内的蒸汽供给，适当延长炼制时长，实现低压生产的目的。除此之外，还可以采取提高富气压缩机入口压力的方式，优化余热锅炉运行等方式展开催化裂化工艺生产；目前，中石化公司对加强装置间热联合的生产工艺进行了大规模改造，并开发了一系列具有自主知识产权的催化裂化装置，这对我国石油炼制行业催化裂化装置节能降耗有重要的借鉴价值。

2结语

摘要：针对某化工企业先后出现的耐硫宽温变换催化剂快速中毒失活现象，通过对失活催化剂进行检测分析认为是氯含量高引起。经过排查，推断为原料煤中有机注浆材料中的有机氯导致催化剂中毒，并建议通过减少有机注浆材料用量、加强原料煤筛选、加强工艺水检测、加强管理等手段进行应对。

关键词：变换催化剂；中毒；氯

1分析原因

问题出现后，该企业多次更换部分催化剂并试用了不同厂家的同类催化剂，均出现了催化剂快速中毒的现象。在排除了催化剂本身的质量因素后，该企业对中毒催化剂进行了分析化验。化验结果表明，中毒催化剂中的氯含量为1．56％，远远超出了正常值（10×10－6），其他组分含量正常。氯有未成键孤对电子，并有很大的电子亲和力，易与金属离子反应，造成催化剂活性组分流失、孔道阻塞或结构破坏，导致催化剂中毒。氯还具有很高的迁移性，常随工艺气向下游迁移，造成催化剂全床层性中毒。在实际生产中，氯引起的“累积效应”常造成各种催化剂中毒据此推断，该公司的变换催化剂失活是由于系统中的氯含量过高。

2排查来源

为明确中毒原因，查明中毒来源，该企业变换催化剂中毒的氯的来源开展排查。原料气中氯的来源主要有原料煤、工艺水和空气这3个途径。

纳米材料（又称超细微粒、超细粉未）是处在原子簇和宏观物体交界过渡区域的一种典型系统，其结构既不同于体块材料，也不同于单个的原子。其特殊的结构层次使它具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应等，拥有一系列新颖的物理和化学特性，在众多领域特别是在光、电、磁、催化等方面具有非常重大的价值。

纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征，引起物家、材料学家和化学家的浓厚兴趣。80年代初期纳米材料这一概念形成以后，世界各国对这种材料给予极大关注。它所具有的独特的物理和化学性质，使人们意识到它的可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的带来新的机遇。纳米材料的应用前景十分广阔。近年来，它在化工生产领域也得到了一定的应用，并显示出它的独特魅力。

1.在催化方面的应用

催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用，它可以控制反应时间、提高反应效率和反应速度。大多数传统的催化剂不仅催化效率低，而且其制备是凭经验进行，不仅造成生产原料的巨大浪费，使效益难以提高，而且对环境也造成污染。纳米粒子表面活性中心多，为它作催化剂提供了必要条件。纳米粒于作催化剂，可大大提高反应效率，控制反应速度，甚至使原来不能进行的反应也能进行。纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10～15倍。

纳米微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂，特别是在有机物制备方面。分散在溶液中的每一个半导体颗粒，可近似地看成是一个短路的微型电池，用能量大于半导体能隙的光照射半导体分散系时，半导体纳米粒子吸收光产生——空穴对。在电场作用下，电子与空穴分离，分别迁移到粒子表面的不同位置，与溶液中相似的组分进行氧化和还原反应。

光催化反应涉及到许多反应类型，如醇与烃的氧化，无机离子氧化还原，有机物催化脱氢和加氢、氨基酸合成，固氮反应，水净化处理，水煤气变换等，其中有些是多相催化难以实现的。半导体多相光催化剂能有效地降解水中的有机污染物。例如纳米TiO2，既有较高的光催化活性，又能耐酸碱，对光稳定，无毒，便宜易得，是制备负载型光催化剂的最佳选择。已有文章报道，选用硅胶为基质，制得了催化活性较高的TiO／SiO2负载型光催化剂。Ni或Cu一Zn化合物的纳米颗粒，对某些有机化合物的氢化反应是极好的催化剂，可代替昂贵的铂或钮催化剂。纳米铂黑催化剂可使乙烯的氧化反应温度从600℃降至室温。用纳米微粒作催化剂提高反应效率、优化反应路径、提高反应速度方面的研究，是未来催化不可忽视的重要研究课题，很可能给催化在上的应用带来革命性的变革。