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精细化工的纳米技术

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发表于 2019-9-17 21:34:04 |显示全部楼层
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  所谓纳米技术,是指研究由尺寸在0.1~100 nm之间的物质组成的体系的运动规律和相互作用,以及可能的实际应用中技术问题的科学技术。纳米技术是21世纪科技产业革命的重要内容之一,它是与物理学、化学、生物学、材料科学和电子学等学科高度交叉的综合性学科,包括以观测、分析和研究为主线的基础科学,和以纳米工程与加工学为主线的技术科学。不容否认纳米科学与技术是一个融科学前沿和高科技于一体的完整体系。纳米技术主要包括纳米电子、纳米机械和纳米材料等技术领域。正如20世纪的微电子技术和计算机技术那样,纳米技术将是21世纪的崭新技术之一。对它的研究与应用必将再次带来一场技术革命。
  由于纳米材料具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等特性,使纳米微粒的热磁、光、敏感特性、表面稳定性,扩散和烧结性能,以及力学性能明显优于普通微粒,所以在精细化工上纳米材料有着极其广泛的应用。具体表现在以下几个方面: 在催化剂材料中,反应的活性位置可以是表面上的团簇原子,或是表面上吸附的另一种物质。这些位置与表面结构、晶格缺陷和晶体的边角密切相关。由于纳米晶材料可以提供大量催化活性位置,因此很适宜作催化材料。事实上,早在术语纳米材料出现前几十年,已经出现许多纳米结构的催化材料,典型的如 Rh/Al2O3、 Pt/C之类金属纳米颗粒负载在惰性物质上的催化剂,已在石油化工、精细化工、汽车尾气许多场合应用。在化学工业中,将纳米微粒用做催化剂,是纳米材料大显身手的又一方面。如超细硼粉、高铬酸铵粉可以作为炸药的有效催化剂;超细的铂粉、碳化钨粉是高效的氢化催化剂;超细银粉可以为乙烯氧化的催化剂;铜及其合金纳米粉体用作催化剂,效率高、选择性强,可用于二氧化碳和氢合成甲醇等反应过程中的催化剂;纳米镍粉具有极强的催化效果,可用于有机物氢化反应、汽车尾气处理等。
  平进等人用胶体法制备了聚乙烯砒咯烷酮负载的Pd胶体超微粒子(平均粒径为1.8 nm),用于催化以下反应:
  两种以上的锇金属超微粒子或合金作催化剂也可获得较高的催化活性和选择性。例如用于催化环戊二烯常压液相加氢过程的化学还原法制备的非晶态Ni-B纳米催化剂,和催化乙烯加氢的Co-Mn/SiO2纳米合金催化剂都具有良好的催化性能。用Ni、Co、Fe等金属纳米粒子与TiO2-γ-Al2O3混合、成型、焙烧,用于汽车尾气的净化,起活性与三元Pt族催化剂相似,600 ℃工作100 小时活性不下降。
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