催化剂制备
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化学反应中催化剂的制备方法化学反应中催化剂是一个极其重要的组成部分,它能够促进反应速度,降低所需要的温度及压力,降低反应活化能等。
在化学工业中,催化剂是不可或缺的组成部分,对于一些复杂的反应而言,催化剂也是非常关键的。
那么,如何制备催化剂呢?催化剂的制备方法有很多种,不同的反应需要不同的催化剂,因此催化剂的制备方法也各不相同。
下面,我们将从三个方面来讨论催化剂的制备方法。
一、物理化学法制备催化剂物理化学法是制备催化剂的常用方法之一。
它通过改变催化剂的表面结构,改变催化剂的形貌、形态,来达到提高催化剂效率的目的。
比如,采用热处理、电化学方法、物理吸附等方法可以制备出具有均匀孔径、大比表面积等特点的催化剂。
这种方法制备出来的催化剂具有高效、稳定、易于再生等优点,被广泛应用于各种化学反应中。
二、化学合成法制备催化剂化学合成法是一种较为常用的制备催化剂的方法。
它利用化学反应的原理,采用一定的方法及工艺条件来合成催化剂。
这种方法可以得到具有特定功能的催化剂,可以对催化剂进行定制,使其具有其他传统制备方法所不具备的性质。
例如,在金属催化剂的制备中,常常采用化学还原、溶胶-凝胶等方法。
这些方法不仅可以得到纳米尺寸的催化剂,还可以通过添加不同的催化剂过渡金属、调控反应条件等方法得到具有特定性质的催化剂。
三、生物制备法制备催化剂除了物理化学法和化学合成法以外,生物制备法也是一种较为新颖的催化剂制备方法。
生物体内合成各种酶类可以作为参考,设计合成人工酶,以替代催化剂,来实现反应过程的加速,降低催化剂对环境的污染等目的。
生物制备法中,核壳结构的金属纳米粒子成功应用于大量的催化反应中,例如,银纳米颗粒,由于具有特殊的光学性质,已经成功应用于光催化反应中。
生物制备法制备的催化剂,不仅性能稳定,而且具有良好的环保性和可再生性,因此受到越来越多的关注和研究。
总之,催化剂是化学反应中不可或缺的重要组成部分,催化剂的制备方法也是很多的。
化学催化剂的制备方法化学催化剂在各个领域中都扮演着重要的角色,例如在工业化生产、环境保护和能源转化等方面。
制备高效的催化剂对于提高反应效率和产品选择性至关重要。
本文将介绍几种常见的化学催化剂制备方法。
一、沉积法沉积法是制备催化剂常用的方法之一。
通过在载体上制备沉积层,可以增加催化剂的活性和选择性。
常用的沉积法包括浸渍法和气相沉积法。
浸渍法是将载体浸泡在催化剂溶液中,使催化剂沉积于载体表面。
这种方法具有操作简单、适用范围广的优点。
气相沉积法则是利用气体反应生成沉积物,常见的气相沉积方法有化学气相沉积和物理气相沉积。
二、共沉淀法共沉淀法是通过共沉淀过程制备催化剂。
通常将两个或多个金属盐溶液混合,在适当的条件下发生沉淀反应,生成催化剂。
这种方法可以调控催化剂的成分以及晶体结构,从而影响催化剂的性能。
三、溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是利用溶胶和凝胶的特性,在溶胶阶段形成固体凝胶,并通过热处理生成催化剂。
这种制备方法具有成本低、适用范围广的特点。
四、微乳液法微乳液法是一种在溶胶和凝胶形成前,通过适当的界面活性剂和助剂形成的稳定微乳液中制备催化剂。
这种方法能够控制催化剂的形貌和粒径,从而影响催化剂的活性和选择性。
五、溶胶自组装法溶胶自组装法是一种制备催化剂的较新方法。
通过选择具有亲疏水性的功能分子,在溶液中自组装形成乳液,进而生成催化剂。
这种制备方法能够调控催化剂的孔径和分散度,提高催化剂的性能。
六、共沉淀-还原法共沉淀-还原法是一种通过先共沉淀生成前驱体,再进行还原处理制备催化剂的方法。
这种方法能够调控催化剂的成分和晶体结构,从而影响催化剂的活性和选择性。
在使用以上制备方法时,还可以通过调控反应条件、添加助剂等手段进一步改善催化剂的性能。
此外,还可以采用纳米材料制备方法来制备纳米尺度的催化剂,提高效率和选择性。
总之,化学催化剂的制备方法多种多样,每种方法都有其适用范围和特点。
通过合理选择制备方法和优化制备条件,可以制备出高效、高选择性的催化剂,促进各领域的化学反应。
制备工业催化剂的方法工业催化剂是指用于促进或加速化学反应的物质,广泛应用于许多生产过程中,如炼油、化工、能源等。
制备工业催化剂的方法有很多种,下面将介绍几种常见的制备方法。
一、沉淀法沉淀法是制备工业催化剂的常用方法之一、该方法通过在溶液中加入还原剂使金属离子还原成金属颗粒,然后沉淀得到催化剂。
该方法简单易行,适用于大规模生产。
二、浸渍法浸渍法是指将载体浸入金属溶液中,使金属离子被载体吸附,并通过热处理将金属还原成金属颗粒。
浸渍法可使金属颗粒分散均匀,催化剂活性较高。
三、沉积法沉积法是将金属源溶于溶剂中,然后将溶液喷洒在载体表面,通过烘干和热处理将金属还原成金属颗粒,从而制备催化剂。
该方法适用于制备高活性催化剂。
四、共沉淀法共沉淀法是将金属源和载体溶解在同一溶剂中,通过调节条件使金属沉淀到载体表面,再进行热处理得到催化剂。
共沉淀法制备的催化剂具有高分散性和高活性。
五、焙烧法焙烧法是将金属前驱体或金属盐溶于溶剂中,通过热处理使金属变得稳定且易于使用,然后得到催化剂。
焙烧法制备的催化剂适用于高温条件下的反应。
六、溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是将金属前驱体溶于溶剂中,通过加热使其形成溶胶,然后通过凝胶化得到凝胶,在热处理过程中形成催化剂。
该方法制备的催化剂具有高度分散性和活性。
七、离子交换法离子交换法是将金属离子与载体接触,通过离子交换反应将金属离子固定在载体上,形成催化剂。
离子交换法制备的催化剂具有高度分散性和稳定性。
综上所述,制备工业催化剂的方法有很多种,选择适当的制备方法取决于催化剂的要求和实际应用。
通过不断研究和创新,制备高效、高分散性和高稳定性的工业催化剂对促进化工和工业生产的发展具有重要作用。
催化剂的制备及其在化学工业中的应用化学工业的发展离不开催化剂的应用,催化剂是一种能够在化学反应中降低能量损耗和速率的物质。
催化剂的应用不仅在化学工业中广泛应用,也涉及到环境保护,纳米技术以及生物工艺和医学领域等,因此,研制和制备更加高效、具有广泛适用性的催化剂已经成为了化学工程领域中的热门研究方向之一。
一、催化剂的制备催化剂的制备是一种复杂的过程,一般需要从纳米级别开始,通常的方法是先选择合适的载体,然后将羟基或氨基含量丰富的化合物分散到载体材料中。
目前主流的催化剂制备方法有:物理法、生物法、化学合成法、模板法和纳米法等。
1.物理法物理法主要是通过熔融、蒸发、小分子交换等方式制备出具有特殊形状和结构的纳米材料。
常见的物理法制备催化剂的方法有:热沉积法、化学气相沉积法、蒸发冷凝法、纳米微晶合成法、电弧放电法等。
2.生物法生物法指的是利用生物体制造、分离、提取具有特殊催化性质的物质的过程。
一般可以通过糖类、蛋白质和DNA等高分子材料来制备具有特定功能群的催化剂,这些催化剂不仅具有很好的活性,而且其生产过程通常比普通催化剂生产过程更环保可持续。
3.化学合成法化学合成法是一种将原子和分子按照特定的化学配方进行组装的过程,常用的化学合成法制备催化剂有:溶浸、共沉淀、沉淀、交换、均质化学合成等。
4.模板法模板法是指在局部区域延伸至整个材料表面的结构中,使用有序分子间作为模板,利用有机化学合成法合成出高级有序结构的新型催化材料。
常用的模板法包括:硅胶模板合成法、胶体晶体模板合成法、介孔材料模板合成法等。
5.纳米法纳米法制备催化剂的常用方法是利用纳米化技术将已经存在的催化剂“压缩”成纳米尺度,在这个过程中,催化剂分子之间的数目减少,提高了化学反应的主动力。
同时,纳米化后的催化剂具有更高的活性、选择性和耐久性。
二、催化剂在化学工业中的应用催化剂的应用范围非常广泛,特别是在化学工业中,催化剂的应用使得许多关键的化学过程变得更加高效、经济,同时也减少了化学污染排放。
催化剂制备方法及应用
催化剂的制备方法及应用包括但不限于以下几个方面:
1. 物理法:通过物理方法调整催化剂的形貌和结构,例如溶胶凝胶法合成具有特定孔径和表面积的催化剂颗粒。
2. 化学法:利用化学反应合成催化剂,常用的方法包括共沉淀法、沉积法、水热合成法等。
例如,通过改变沉淀反应的温度、pH 值、反应物浓度等条件,可以得到具有不同晶相和组成的催化剂。
3. 熔融法:在高温条件下,将催化剂原料破碎后经过筛分、混合、还原后得到某种催化剂,得到的催化剂活性高、稳定性高。
4. 离子交换法:各反应物离子分散后,自由交换到负载上,最后经过洗涤、干燥、焙烧等操作成型,通过离子交换法得到的催化剂具有较高的分散度、催化性能,适用于制备低含量、高利用率的贵金属催化剂的制备。
在应用方面,绿色化工生产方面主要包括加氢还原反应、氧化反应、催化重整等,加快了绿色化工生产速度,提高了化工生产效率。
此外,通过催化作用,加快了汽车尾气净化,而且促进了有机废气无污染且快速充分的燃烧,产生的燃烧尾气还能催化还原,很大程度上减少了环境污染。
催化剂生产工艺流程催化剂生产工艺流程催化剂是一种能够促使化学反应发生,提高反应速率和选择性的物质。
在化工工艺中,催化剂扮演着重要的角色。
下面将介绍一种常见的催化剂生产工艺流程。
1. 原料准备:催化剂的制备通常需要使用一些原料,如金属盐、有机化合物等。
首先,需要按照配方准确地称取这些原料,并进行粉碎、干燥等处理,使其达到制备催化剂的要求。
2. 催化剂伴载物的制备:在一些情况下,为了提高催化剂的性能,需要将活性组分负载在一种或多种材料上,形成催化剂的载体。
例如,使用氧化铝、硅胶等作为载体材料。
制备载体通常需要将原料溶解或悬浮在适当的溶剂中,然后进行混合、搅拌、烘干等步骤,最后得到均匀的载体。
3. 活性组分的制备:活性组分是催化剂的核心部分,它决定了催化剂的催化性能。
活性组分的制备通常需要将金属盐或有机化合物与适当的溶剂进行溶解或反应,得到金属离子或有机活性物质。
然后,通过对溶液进行调节、过滤等步骤,得到纯净的活性组分。
4. 催化剂的制备:将载体与活性组分进行混合,形成催化剂的前驱体。
混合过程中需要控制各组分的比例和时间,以确保活性组分均匀地分散在载体上。
然后,将混合物进行干燥、煅烧等处理,以去除溶剂和形成稳定的催化剂。
5. 催化剂的形状处理:根据不同的应用需求,催化剂需要具有特定的形状,如颗粒、丝状、块状等。
通过粉碎、造粒、压制等方法,将催化剂前驱体加工成所需的形状。
6. 催化剂的活化:催化剂的活化是为了提高其催化性能。
活化过程通常需要在适当的温度和气氛下进行,以去除催化剂表面的杂质或不稳定物质,使催化剂表面具有更高的催化活性。
7. 催化剂的包装和存储:将制备好的催化剂进行包装,以防止因外界环境的影响导致催化剂质量下降。
催化剂通常存放在干燥、防尘的条件下,以延长其有效使用期限。
总之,催化剂的生产工艺流程涉及原料准备、载体制备、活性组分制备、催化剂制备、形状处理、催化剂的活化以及催化剂的包装和存储等步骤。
化学催化剂的制备与应用化学催化剂是一类能够加速化学反应速率的物质,广泛应用于能源转化、化学合成、环境保护等领域。
本文将介绍化学催化剂的制备方法和其在不同领域中的应用。
一、化学催化剂的制备方法1. 物理法制备:物理法制备催化剂是通过物理方法改变原材料的结构和形态,从而提高其催化性能。
常见的物理法制备方法有沉淀法、溶胶-凝胶法和气相沉积法。
(1)沉淀法:通过溶液中的化学反应,在溶液中形成沉淀物,然后经过干燥和煅烧等处理,得到催化剂。
沉淀法制备的催化剂具有较高的比表面积和良好的分散性。
(2)溶胶-凝胶法:通过溶胶的迅速凝胶化反应,制备催化剂。
溶胶-凝胶法制备的催化剂具有高度均匀的微观结构和孔洞结构。
(3)气相沉积法:利用气相反应在催化剂的载体上生成活性组分,然后经过煅烧等处理,得到催化剂。
气相沉积法制备的催化剂具有较高的催化活性和选择性。
2. 化学法制备:化学法制备催化剂是通过化学反应将原材料转化为催化剂。
常见的化学法制备方法有均相合成法和异相合成法。
(1)均相合成法:将原材料在溶液或气相中进行反应,形成催化剂。
均相合成法制备的催化剂具有较高的纯度和活性。
(2)异相合成法:将原材料分散在固体载体或多孔材料中,并通过反应生成催化剂。
异相合成法制备的催化剂具有较高的比表面积和稳定性。
二、化学催化剂的应用1. 能源转化领域:化学催化剂在石油加工、煤转化和生物质能源等领域有重要应用。
例如,石油加工中的催化裂化、催化重整和催化加氢等过程,都离不开催化剂的作用。
2. 化学合成领域:化学催化剂在有机合成和无机合成中起到重要的作用,能够加速反应速率、提高产率和选择性。
例如,氢化催化剂常用于有机化合物的加氢反应中;氧化催化剂则常用于有机物氧化反应中。
3. 环境保护领域:化学催化剂在大气污染治理和废水处理中有广泛应用。
例如,三元催化转化器能够减少汽车尾气中有害气体的排放;催化氧化法则能够降解废水中的有机污染物。
4. 生命科学领域:化学催化剂在生命科学研究和医药领域有着重要应用。
纳米金属催化剂的制备方法摘要:纳米金属催化剂的制备方法包括化学法和物理法。
化学法中主要有溶胶-凝胶法、沉淀法、溶剂热合成法、微乳法和水解法等;物理法主要有气相凝聚法、溅射法和机械研磨法等。
其中化学法中的溶胶-凝胶法及沉淀法应用最广。
对纳米金属催化剂的制备方法进行了比较,并简要论述了制备及应用过程中存在的主要问题。
关键词:纳米;催化剂;制备方法引言纳米催化材料由于其特有的量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等性能,显现出许多特有性质,在催化领域的应用为广大催化工作者开拓了一个广阔空间,国际上已把纳米粒子催化剂称为第四代催化剂,因此纳米材料在催化领域的应用日益受到重视。
许多发达国家都相继投入大量人力、财力开展纳米粒子作为高性能催化剂的研究,如美国的Nano 中心,日本的Nano ST 均把纳米材料催化剂的研究列为重点开发项目。
我国对纳米材料的研究也给以高度重视,国家“863”计划、“973”计划大力支持纳米材料及纳米催化剂的研究,已取得了可喜成果。
目前,国内外纳米催化剂的制备和应用逐步拓展到催化加氢、脱氢、聚合、酯化、化学能源、污水处理等方面。
纳米金属催化剂制备方法分为化学法及物理法:化学法包括溶胶-凝胶法、沉淀法、溶剂热合成法、微乳法和水解法等;物理法包括气相凝聚法、溅射法和机械研磨法等。
1 化学法制备金属纳米催化剂1.1 溶胶-凝胶法该法一般是以金属盐或半金属盐作前驱体,将适当的烷氧化物如四甲氧基硅烷与水、酸性或碱性催化剂与共熔剂,在搅拌超声下进行水解和缩聚反应形成SiO2 三维网络结构。
在成胶过程中引入的金属组分包埋在三维网络结构中,再进行凝胶老化过程,即将凝胶浸于液体中,继续聚合反应,凝胶强度增加。
最后通过干燥,将溶剂从相互关联的多孔网格中蒸发掉,即可得到纳米尺寸的网格结构。
溶胶-凝胶技术已成为实现化学剪裁合成纳米材料的主要手段。
但该法使用的原料价格较昂贵;通常整个溶胶-凝胶过程所需时间较长,有时长达几天或几周;而且凝胶中存在大量微孔,在干燥过程中将逸出许多气体及有机物,并产生收缩。
溶胶-凝胶法还被用来制备复合纳米金属催化剂,如KeijiHashimoto等人利用溶胶-凝胶工艺制备了K+[Zn3(SiO3Al)10(OH)2]- 纳米粒子用于醇脱氢反应。
李永丹等人还利用溶胶-凝胶法制备了镍基催化剂,并对其进行了甲烷分解制备碳纳米管的研究,所制备的纳米管直径为10~20nm。
雷翠月也利用此法,直接制备出了高比表面积、低堆积密度的纤维状纳米级负载CuO-Al2O3 超细粒子,活性组分以远低于纳米级的微晶粒子簇状态均匀地分散在纳米级氧化铝载体表面,在500℃内具有较高的稳定性,晶粒未聚集长大,在十二醇催化胺化反应中表现出了较高的催化活性。
陈立功等人在醇催化胺化反应研究中开发了一种改进的溶胶-凝胶法,利用这种方法制备的铜基纳米催化剂的活性和稳定性都有了显著提高。
1.2 沉淀法沉淀法是指包括1 种或多种离子的可溶性盐溶液,加入沉淀剂(如OH-、C2O42 - 等)于一定温度下使溶液水解,形成不溶性的氢氧化物、水合氧化物或盐类而从溶液中析出,将溶剂和溶液中原有的阳离子洗去,经热解或热脱即得到所需的氧化物粉料。
此法是传统制备氧化物方法之一,主要包括以下4 种。
1.2.1 共沉淀法将过量的沉淀剂加入混合后的金属盐溶液中,使各组分均匀混合沉淀,然后将沉淀物多次洗涤,脱水或烘干得前驱物,再将前驱物加热分解得到纳米粒子。
该法主要用于制备掺杂一定比例金属的金属氧化物纳米粒子。
B. M. Nagaraja等人利用共沉淀法制备了Cu/MgO 复合金属氧化物纳米催化剂,粒径最小可达3 nm。
BET 表征该催化剂具有比常规制备方法更大的比表面积,从而对环己醇的脱氢反应表现了更好的活性及选择性。
但该法也有缺点,在形成沉淀过程中,沉淀剂的加入可能导致局部浓度过高而产生团聚,或由于沉淀的不同顺序而导致组成不够均匀。
1.2.2 均相沉淀法本法是对共沉淀法的改进,沉淀剂通过易缓慢水解的物质如尿素、六亚甲基四胺而生成。
如采用尿素作沉淀生成剂,由于尿素在70 ℃左右发生水解,在生成沉淀剂N H 4O H 时,可通过控制生成NH4OH 的速率(即通过控制温度、浓度)来控制粒子的生长速度,这样生成的超微粒子团聚现象大为减少,即可达到避免浓度不均、控制粒子生长速度的目的。
得到的反应产物粒度均匀,粒径分布较窄,纯度较高。
丁士文等人利用均相沉淀法于90℃合成出了具有光催化性能的纳米ZnO 粒子。
经物相分析,产物为六方晶系,粒子基本为球形,平均粒径为20 nm。
1.2.3 超声共沉淀法由于超声波所产生的“超声空化气泡”的局部高温高压环境和具有强烈冲击力的微射流,更易实现介质间的均匀混合,从而能够消除局部浓度不均,提高反应速度,并刺激新相的形成,而且对团聚还可起到剪切作用,有利于微小颗粒的形成。
梁新义等人利用超声共沉淀法制备出了纳米结构LaNiO3,结果表明在共沉淀过程中,施加超声波辐射可使LaNiO3 复合氧化物的粒径减小,比表面积增大,表面晶格氧空位增加,使其催化活性增大。
1.2.4 交流电沉淀法以金属丝(或片)作电极,与交流电源相连,一个电极的末端固定在电解液中,另一个电极的末端与电解液周期性瞬间接触。
电弧强烈交流放电过程中产生的大量热使2 金属丝(或片)熔化,并首先形成金属纳米粒子,而后因其极大的反应活性,迅速氧化成金属离子,进一步水解成氢氧化物微粒。
根据其稳定程度的不同,最后产物有的转变为氧化物,有的依然为氢氧化物。
经分离沉淀物、洗涤烘干,即可得到纳米氧化物(或氢氧化物) 微粒。
该法由厦门大学Wang C. Y.等人首次提出,并成功地合成了磁性纳米Fe3O4 微粒。
1.3 溶剂热合成法该法是于高温高压下在水溶液或蒸汽等流体中合成氧化物,再经分离或热处理得到纳米粒子。
此法具有原料易得、粒子纯度高、分散性好、晶型好且可控、成本相对较低等优点。
Bai 等人用InCl3 和Li3N 在250℃环境压力下反应,用二甲苯作溶剂,通过溶剂热合成法制备出了粒径为27~30 nm 的InN 纳米晶体。
1.4 微乳法该法是将合成催化剂的反应物溶于微乳液中,在剧烈搅拌下,反应物于水核内进行化学反应,且产物在水核内成核、生长。
当水核内的粒子长到最后尺寸,表面活性剂就会附在粒子表面,使粒子稳定并防止其进一步长大。
反应完成后,通过离心分离或加入水和丙酮等有机溶剂,以除去附在粒子表面的油和表面活性剂。
然后在一定温度下干燥、焙烧,即可得到纳米粉体催化剂产品。
微乳法具有制备的粒子粒径小、单分散性好、实验装置简单、易操作等优点。
Chen等人采用微乳技术制备了贵金属纳米催化剂—— Au,Hayashi 等人制备了纳米金属催化剂—— Fe ,它们均显示出较好的催化性能,说明利用微乳技术制备金属催化剂有着较好的应用前景。
1.5 水解法该法是在高温下将金属盐的溶液水解,生成水合氧化物或氢氧化物沉淀,经过滤、洗涤、加热分解即可得到金属氧化物纳米粉末。
水解法包括金属盐水解法和金属醇盐水解法。
其中以金属醇盐水解法最常用,其特点是从盐的溶液中可直接分离得到所需要的粒径细、粒度分布窄的超微粉末。
该法具有制备工艺简单、化学组成能较精确控制、粉体的性能重复性好及产率高等优点。
尚静等人采用金属醇盐水解法以TiCl4和无水乙醇为原料,制备了具有光催化活性的TiO2 纳米粒子。
其他还有微波水解和水热解等方法。
此外,化学方法还包括醇-水溶液加热法、还原氧化法和化学动力反应法等。
2 物理法制备金属纳米催化剂2.1 气相凝聚法气相凝聚法是通过加热使前驱体材料(通常是金属单质或化合物) 在低压惰性气流中蒸发,逐步均匀凝聚或沉积到特定底物上,再与冷端空间里分散漂浮的金属原子或原子簇不断碰撞形成纳米尺度的金属粒子。
该法特点是粉体纯度高、颗粒尺寸小、团聚少、组分易控、缺少液体,因而能达到高温且较适于氧化物纳米粉末的合成。
实际中应用较多的是化学气相冷凝法。
2.2 溅射法溅射法是制备金属纳米粒子簇及各类纳米结构膜的方法。
利用本法合成金属纳米粒子,一般采用热阴极使其熔化,然后用高压放电气流产生的高速气体离子冲击热阴极,使熔化的原子或分子蒸发出来,在底物表面沉积形成纳米粒子。
Y. Jackie等人采用射频等离子体溅射法制备了二元(Cu和Ce)纳米粒子,在真空室内收集后进行原位制片,然后在一定气氛下使样片氧化,制备出Cu/CeO2-x 非化学计量的纳米金属/ 氧化物负载催化剂,并用于CO氧化反应中。
2.3 机械研磨法该法是目前制备纳米材料最经济的方法之一,主要通过金属粒子塑性变形实现。
在一定应变速率下,研磨会使金属离子产生诸多滑移、孪生等结构位错现象,导致高密度位错网结构形成。
位错网结构又会促使金属粒子产生剪切带,位错区最终导致整个晶格发生畸变。
晶粒越来越小,不断重复,形成金属纳米粒子。
但本法在制备金属纳米粒子时不可避免地要引入一些杂质如磨球微粒、粉尘等,因此对粒子表面与界面的污染不可避免,同时在空气中研磨也可能发生氧化反应。
此外,物理法还有浸渍法等。
由于物理法制备纳米金属催化剂设备投入高,操控性差,微粒制备过程中易氧化,故其在实际中应用较少。
3 比较与展望由于化学法制备纳米金属催化剂反应温和易操控,设备投入小,又避免了物理法中其他杂质的引入及微粒在空气中的氧化问题,因而在科研、生产中广泛应用。
尤其是化学法中的溶胶-凝胶法及沉淀法,制备的颗粒分散均匀,粒子形状好,在催化反应中具有较高的催化活性。
虽然纳米金属催化剂的研究已取得了一些成果,但制备和应用在实际生产中仍存在许多需要解决的问题。
主要体现在:②纳米金属催化剂性质发生变化的机理及其在制备中的动力学和热力学过程仍需深入研究;②现有的制备技术还停留在实验室和小规模生产阶段,应用于大规模生产还有许多技术瓶颈需要解决;③由于纳米金属催化剂的粒子尺寸小,在空气中极易被氧化、吸湿和团聚,性能很不稳定,给工业化生产应用带来了许多困难,使其使用性能降低;④应用范围还较小,不能满足现代合成化学需要。
在实施绿色化学、倡导绿色合成化学的今天,致力于纳米金属催化剂的制备及应用研究将会成为广大化学工作者面临的难点、热点和前沿问题。
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