炼油废气处理中纳米催化剂的运用

解晓敏（临沂市生态环境局沂水县分局，山东 临沂276400）

随着科技的进步，纳米材料研究方面也有了很大的突破，在炼油废气处理的时候，根据纳米材料支部的纳米催化剂已经成为了其关键。利用纳米材料本身所具备的表面效应、体积效应和宏观量子隧道效应所产生的化学活性非常大，能够切实提高催化的效益。现在，世界上很多国家都认为研发纳米催化剂是21世纪的重要发现。并且在很多领域中，纳米催化剂也很好的应用了进去，特别是炼油废气处理方面应用更加的广泛。

1 纳米催化剂简介

纳米催化剂本身便是粒子低于0.3μm 的金属钠和铜锌合金极细微粒作为主要成分进行开发和研制的催化剂。通过研究可以发现，若是微粒粒径从10nm减小到1nm的时候，其表面原子数会从以往的20%增加到90%，这不但会导致表面原子出现严重的配位数不足、不饱和键和表面的缺陷会严重的增加，并且表面张力也会有明显的增加，这会导致表面原子的稳定性比较差，这便非常容易结合其他原子来降低原子本身的表面张力，所以，纳米催化剂切实提高了催化剂的效率。通过研究发现，纳米催化剂的效果是镍催化剂的十倍。和质量相同的普通金属相比，纳米催化剂粒子表面积非常大是普通金属的千倍。因为纳米金属本身的表面积非常大，吸附力也非常大，其所具备的催化作用也非常大。在进行纳米催化剂制作的时候，其基础是纳米材料，所以，纳米催化剂本身所具备的纳米结构是其他催化剂所不具备的[1]。也正是因为纳米催化剂具有纳米结构，直接决定了纳米催化剂本身的高催化性以及选择性。现在，在工业生产以及环境保护中，纳米催化剂已经运用的非常广泛。

2 制备纳米催化剂的方法分析

当前，在进行纳米催化剂制备的时候，主要方法有三种，分别是气相法、固相法以及液相化学合成法。这三种方法都有各自的特点以及应用的领域。笔者下面对这三种制备方法进行了详细的分析。

2.1 通过气相法进行纳米催化剂制备

当前进行纳米催化剂制备的时候，工业上主要选择的气相法有下面几种，分别是溅射法、化学气相沉积法、活性氢和熔融金属反应法以及气体冷凝法等。其中运用最广泛的方法是化学气相沉积法，也就是我们平时所说的CVD。这种方法的原料是气体，利用化学反应能够在气相中形成物质基本粒子，在景观成核和生长之后，这些粒子能够形成纳米催化剂。利用化学气相法进行纳米催化剂的制备，不但获得的粒子纯度非常的高，并且粒度也特别均匀。现在在间纳米催化剂制备的时候，化学气相沉积法已经应用的非常广泛。

2.2 纳米催化剂制备的时候液相化学合成法的运用

在进行纳米催化剂制备的时候，比较常用的液相合成法有下面几种，分别是水热法、沉淀法、离子交换过程和溶剂挥发分解法以及喷雾法等等。这些化学合成法能够和一种甚至是多种可以溶解的金属类根据量来进行制备和溶和，将金属中的元素能够在溶液中比较均匀的分散成为离子或者分子的形式，并通过水解、升华、蒸发以及沉淀剂等，把金属离子的结晶沉淀出来，最后需要将沉淀物或者是晶体进行脱水或者是加热分解，从而得到纳米催化剂。通过这种方法进行纳米催化剂制备的时候，方法比较简单，并且条件比较温和，能够获得较高的产出率。并且，通过这种方法，不但能够进行某种成本的纳米催化剂的制备，还能够将其合成成为复合型纳米催化剂。但是这种方法所制备的纳米催化剂本身的纯度较低，并且其中包含较多的杂质，粒度也并不均匀。

2.3 纳米催化剂制备的时候固相法的使用

在进行纳米催化剂制备时，使用比较广泛的固相法包含了下面几种，分别是固相反应法、物理粉碎法以及机械球磨法等[2]。物理粉碎法以及机械球磨法的优点是操作起来比较简单，并且操作方法也容易学，缺点是在进行催化剂制备的时候，纯度不够高，并且粒度分布也不够均匀。和传统的固相法相比，现在人们已经进行了新固相反应合成法的研制，这种方法制备的时候比较简单，并且产率也特别高，实用价值较高。

3 炼油废气处理中纳米催化剂的运用分析

炼油的时候会产生很多的有害甚至是有毒的气体，这些气体会给人的身体以及生活环境造成严重的威胁。随着社会经济发展，人们生活水平的提高，人们对于环境愈加关注，对于生活质量的要求也在不断提高。怎样做好炼油废气的处理已经成为了很多人都非常关注的一个问题。随着社会科技的发展，人们对纳米材料的研究方面也愈加的深入，在各个领域中，纳米催化剂的应用都比较的广泛，特别是进行炼油废气处理的时候，其效果更是非常出色。在炼油废气处理的时候，若是能够将纳米催化剂使用进来，凭借其强大的催化作用，能够切实提高废气处理的质量和效率。

首先，在炼油的过程中将纳米催化剂运用进去，能够很好的对废气进行溶剂吸收，在进行预处理之后，通过气体分配器能够将废气均匀的分布到含有足够催化剂的容器中去，这个环节需要确保进入到催化剂中的气体量基本相同，并且还需要填充混合不同的废气，经过纳米催化剂对其进行处理、气体间产生的化学反应能够把炼油废气转化成为不会给人体以及环境造成威胁的无害气体。其次，通过纳米催化剂能够将水中或者空气中蕴含的有机污染物降解成为水、二氧化碳以及无机酸[3]。对于那些降解比较困难的有毒有机物矿化分解上，其优势也超过了湿法催化氧化技术以及电催法。通过研究相关的文献可以发现，利用Fe3O4为载体，在Fe3O4与TiO2之间包裹SiO2，进行磁性纳米复合催化剂的制作，不但能够确保效率能够达到光催化剂悬浮体所取得的催化效率，还可以，通过磁性处理技术来进行光催化剂的回收，并且纳米ZrO2本身也是也是一种比较出色的光催化剂，受到紫外线照射的时候，不断能够将微生物杀死，还可以将微生物生存以及繁衍的合适的有机营养物分解，不但能够杀菌还能够很好的抗菌。

4 结语

随着社会科技的发展，人们对纳米材料的研究方面也愈加的深入，在各个领域中，纳米催化剂的应用都比较的广泛，特别是进行炼油废气处理的时候，其效果更是非常出色。文章主要分析了纳米催化剂的概念、制备方式和其在进行炼油废气处理中的实际应用，对其功效的认识也愈加深刻。随着社会经济发展，人们对于纳米催化剂的研究也会不断的深入，随着时间的推移，纳米催化剂的作用也会不断增加，其在催化领域中的作用也会不断增加。