纳米催化剂的发展现状及制备方法
2021-01-25赵兵
四川化工 2021年3期
赵 兵
(四川省化学工业研究设计院,四川成都,610041)
纳米技术产生于20世纪80年代末,是目前正在迅速发展的一种高新技术,纳米材料的定义为:在三维空间中至少有一维是处于纳米尺度范围[1]。该类材料由于其比表面积大、表面原子及活性中心数目多等优点而广泛应用于催化剂领域。此外,纳米材料也广泛应用于石油化工、能源、生物和环保等领域。
1 纳米催化剂的发展现状
纳米催化剂包括负载型以及非负载型催化剂,负载型催化剂包括负载金属和金属氧化物等;非负载型催化剂包括金属及其氧化物、分子筛以及生物纳米催化剂等。下面对几种常见的纳米催化剂现状进行介绍。
1.1 金属纳米催化剂
该类催化剂主要包括贵金属纳米催化剂,如Pt、Pd等贵金属的纳米粒子、过渡金属催化剂,如Ni、Cu、Fe等单组份纳米粒子、合金催化剂即两种以上金属原子组成以及金属簇纳米催化剂,如Pt族纳米金属簇。
贵金属中,Au具有化学惰性,因此,研究者对其催化性能的研究较少。随着纳米技术的发展,Au的性能得到了改善,使得Au可以作为活性组分负载在载体上形成催化活性较高的催化剂。有研究表明,纳米金催化剂可以应用在催化氧化CO、水煤气转换、有机物燃烧等方面[2]。过渡金属纳米催化剂与传统催化剂相比,催化性能更优异并且选择性较好,Yabe等[3]利用纳米铁颗粒催化乙炔裂解制得碳纳米管阵列。合金型纳米催化剂由于其较高的配位不饱和度以及比表面积而具有优异的催化活性。……
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