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纳米催化剂在化学合成中的应用与优化随着科学技术的不断进步和发展，纳米技术在各个领域中得到了广泛应用并显示出巨大潜力。
其中，纳米催化剂在化学合成领域中具有重要的应用价值与优化性能。
本文将探讨纳米催化剂在化学合成中的应用领域，并提出相应的优化策略。
一、纳米催化剂在有机合成中的应用有机合成是化学领域中的重要分支，广泛应用于药物合成、材料制备等领域。
传统的有机合成过程往往需要高温、高压、长时间反应，反应条件较为苛刻。
而纳米催化剂可以在较为温和的条件下实现高效催化，因此在有机合成中具有重要的应用潜力。
纳米催化剂在有机合成中的应用可通过控制纳米颗粒尺寸、形状和结构表面等因素来实现。
例如，纳米金属催化剂可以实现选择性催化反应，提高反应效率与产物纯度。
纳米金属氧化物催化剂则可以用于催化有机氧化反应，如醛醇氧化等。
此外，纳米催化剂还可以在不同介质中工作，如液相、气相或固相，从而拓宽了其在有机合成中的应用范围。
二、纳米催化剂在无机合成中的应用与有机合成类似，纳米催化剂在无机合成中也具有广泛的应用前景。
无机合成中的催化反应通常涉及高温热分解、氧化还原等过程，传统的催化剂往往难以满足其反应条件。
而纳米催化剂由于其特殊的物理化学性质，可以在较低温度下实现高效催化。
例如，纳米金属催化剂可以应用于催化合成金属氧化物、金属硫化物等无机材料。
此外，纳米碳材料也可以用作催化剂载体，增加催化剂的活性和稳定性。
纳米催化剂在无机合成中的应用还可以通过调控其形貌和结构等特性来实现优化效果。
三、纳米催化剂的优化策略为了提高纳米催化剂的活性和稳定性，进行优化工作是必要的。
目前，主要从以下几个方面进行纳米催化剂的优化策略研究。
首先，控制纳米颗粒的尺寸和形状。
纳米颗粒的尺寸和形状将直接影响其催化性能。
通过合适的制备方法、催化剂前驱体选择等手段，可以实现纳米颗粒的精确尺寸和形状控制，从而优化催化性能。
其次，改变纳米催化剂的表面性质。
纳米催化剂表面的原子结构和组分与其催化性能密切相关。
纳米光催化技术在大气污染治理中的应用摘要：在大气污染治理中应用纳米光催化技术，可以提高大气污染治理效果，纳米光催化技术因其光感光效果、对环境和人体无害，而今已经成为社会上先进的空气净化技术。
当前纳米光催化技术在大气污染治理被广泛应用，为了分解大气污染物的成分，需要开发可靠性高的纳米催化剂。
为了实现新技术开发后对大气污染的有效控制，相关技术也在不断优化升级，同时结合相应环境研究空气净化装置，纳米光催化技术在大气污染治理中的应用对优化生活环境具有重要意义。
关键词：纳米光催化技术；大气污染治理；应用引言：空气污染已成为世界性的问题，全世界的人都在寻找解决环境污染问题的方法。
现在，正在开发许多新的技术和方法，纳米光催化技术也是其中之一。
这是一种环境净化技术，会使环境中的污染物去除。
纳米光催化材料是光催化技术最重要的部分，因此找到最佳催化材料，制备合适的催化材料的方法最重要。
现在，科学家们一直在研究新的、高效的、经济的催化材料，但还没有明显的进步。
需要找到适合制造载体催化剂的载体，改善其活化、反应效率、降低成本，并持续改善，来治理大气污染。
一、纳米光催化技术概述一些研究者在生态学和环境保护领域促进了纳米光催化技术的普及。
近年来，纳米光催化技术已成为国际研究的重要组成部分。
今天，纳米光催化技术在分解大气中的有害气体、净化室内空气、杀菌除臭、污水和垃圾处理等方面取得了良好的成果。
当今社会，在人口逐年增加的情况下，各种能源不足。
但是，太阳能不同，可以无限期供应。
将太阳能应用于纳米光催化技术，不仅可以避免大气污染物处理工艺的缺点，还可以节约能源。
纳米催化技术是目前能够有效控制大气污染的最先进的治疗大气污染的方法与传统方法相比，它有明显的优点。
简单的操作和高度的环境控制，可以利用太阳能去除大气中的污染物，防止二次污染。
TiO2具有稳定的化学性质和光电化学特性，对人体无害，耐光腐蚀，具有非常高的成本性能。
用作大气污染防治的催化剂，没有比这更方便和复杂的工序和其他工艺，只在太阳光的照射下起作用，不会产生其他污染物。
纳米材料在化学催化反应中的应用化学催化反应是一种旨在加速化学反应速率的过程，对于许多工业和科学应用来说，这是一个至关重要的步骤。
而在过去的几十年中，随着纳米科技的发展，纳米材料逐渐得到了人们的关注。
大量研究表明，纳米材料可以作为一种有效的催化剂，用于化学催化反应。
本文将讨论纳米材料在化学催化反应中的应用以及其重要性。
1. 纳米材料催化的机理在化学催化反应中，催化剂起着至关重要的作用。
催化剂能够降低化学反应的活化能，从而加速反应速率。
对于固体催化剂来说，其反应机理一般是在催化剂表面上形成反应中间体，从而促进化学反应发生。
而纳米材料在催化反应中的作用机理与传统催化剂有所不同。
由于纳米材料的特殊性质，其表面积大，表面活性位点多，因此具有更高的催化活性和选择性。
此外，纳米材料对某些反应物质有特异性吸附，因此可以进一步提高其催化效率。
2. 纳米材料在氧化反应中的应用氧化反应是化学催化反应中应用最广泛的一类反应。
纳米材料在氧化反应中的应用已经得到了广泛的研究。
其中，纳米金属催化氧化反应尤为引人注目，因其具有较高的催化活性和选择性。
例如，纳米银催化剂可用于低温CO氧化反应。
研究表明，纳米银的催化活性是由于其表面上的银原子和氧原子的协同作用。
此外，纳米银的表面还可以吸附住一些反应物质，从而进一步加速反应速率。
类似的，纳米金、纳米铜等金属也可以作为催化剂用于氧化反应，其催化效率较传统催化剂有显著提高。
3. 纳米材料在还原反应中的应用除了氧化反应，还原反应也是化学催化反应中常用的反应类型。
纳米材料在还原反应中同样具有优异的催化性能。
例如，纳米铁氧体催化剂可用于脂肪酸甲酯的还原反应。
研究发现，纳米铁氧体的表面具有一些具有还原活性的物种，可以快速将脂肪酸甲酯还原为相应的烷基醇。
类似的，纳米钯、纳米镍等金属材料也可以作为还原反应的催化剂。
4. 纳米材料在有机合成中的应用除了氧化反应和还原反应，纳米材料在有机合成中也有广泛的应用。
纳米材料在催化反应中的应用随着科学技术的飞速发展，纳米材料作为一种新型材料，其在催化反应中的应用引起了广泛关注。
纳米材料具有独特的物理化学性质和表面活性，使其在催化领域展现出巨大的应用潜力。
本文将介绍纳米材料在催化反应中的应用，并探讨其相关的机制。
1.纳米材料的催化特性纳米材料由于其特殊的粒径效应和表面效应，具有独特的化学活性和催化特性。
首先，纳米材料的表面积相对于体积非常大，有较高的比表面积。
这样的化学反应活性增强了纳米材料作为催化剂的效果。
其次，纳米材料具有尺寸效应，即当纳米粒子的尺寸逐渐减小到纳米级别时，物质的性质可能会发生显著变化，如能带结构和电子结构等。
这意味着纳米材料在催化反应中更容易发生电子转移和物质传递，从而提高催化活性。
此外，纳米材料还具有较高的表面能，导致反应物在纳米粒子表面的吸附和解离更加容易，从而促进反应的进行。
2.纳米材料在有机合成催化中的应用纳米材料在有机合成催化中具有广泛的应用。
例如，纳米金属催化剂在还原、氧化和氢化等反应中具有高效催化性能。
纳米催化剂能够提供更多的活性位点和较高的比表面积，提高催化反应的效率。
此外，纳米金属材料还具有较高的电子传输性能和选择性催化性能，使其能够高效催化有机合成反应，如氢化反应、烷基化反应以及环化反应等。
而纳米粒子也被广泛应用于催化剂的载体中，可以提高催化剂的稳定性和选择性，从而提高有机反应的产率和选择性。
3.纳米材料在环境污染物降解中的应用纳米材料还被广泛应用于环境污染物降解中。
由于其独特的特性，纳米材料能够在环境污染物的降解中发挥重要作用。
例如，纳米二氧化钛在光催化反应中能够有效降解有机污染物，其高比表面积和光催化性能使其能够充分吸收和利用光能，从而促进环境污染物的降解和分解。
此外，纳米铁材料作为一种强氧化剂，也被广泛应用于地下水和土壤中有机物的降解。
4.纳米催化剂的制备和表征纳米催化剂的制备技术对纳米催化剂的性能起到决定性的影响。
纳米材料在催化反应中应用介绍引言：纳米材料作为近年来催化领域的研究热点，正在逐渐展现出其在催化反应中的重要应用价值。
由于其独特的结构和性质，纳米材料在催化反应中表现出了许多传统材料无法比拟的优势，因此被广泛应用于各种催化反应中。
本文将对纳米材料在催化反应中的应用进行介绍和探讨。
一、纳米催化剂的优势纳米材料催化剂相比传统微米级催化剂具有如下优势：1. 巨大的比表面积：纳米颗粒由于其小尺寸，使得表面积大大增加，提供了更多的表面活性位点，增加了反应物与催化剂之间的接触面积，从而提高了反应速率。
2. 尺寸效应：纳米材料的尺寸效应使得其具有不同于传统材料的性质。
例如，纳米金属颗粒可以表现出较高的催化活性和选择性。
3. 催化性能可调控：纳米材料的结构可以通过控制合成方法和条件进行调控，从而调节催化性能。
通过调控纳米颗粒的形貌、尺寸和晶格结构等参数，可以优化催化剂的活性、选择性和稳定性。
二、纳米材料在催化反应中的应用1. 纳米金属催化剂纳米金属颗粒由于其较大的比表面积和表面活性位点，被广泛应用于氧化反应、加氢反应、氧还原反应等催化反应中。
例如，纳米铜催化剂在CO氧化反应中表现出优异的催化性能，其高的选择性和活性使得它成为CO氧化反应的理想催化剂。
2. 纳米过渡金属催化剂过渡金属纳米颗粒也是一类重要的纳米催化剂，在氧化反应、加氢反应和还原反应等催化反应中具有广泛的应用。
例如，纳米铁催化剂被广泛应用于污水处理领域，其高的催化活性可以有效降解污水中的有机物。
3. 纳米氧化物催化剂氧化物纳米颗粒由于其较高的表面积和丰富的表面氧物种，被广泛用于氧化反应和还原反应中。
例如，纳米二氧化钛催化剂在有机废气催化处理中表现出了良好的催化活性和稳定性。
4. 纳米合金催化剂纳米合金催化剂由两种或多种金属组成，具有优异的催化性能。
通过调节合金组分和比例可以改变催化剂的电子结构和表面性质，从而提高其催化活性和选择性。
例如，纳米白金合金催化剂被广泛应用于燃料电池领域，其高的催化活性和耐久性使得燃料电池能够更高效地转化化学能。
纳米催化技术嘿，朋友们！今天咱来聊聊纳米催化技术这个超厉害的玩意儿。
你们知道吗，纳米催化技术就像是一个神奇的魔法棒！它能在很多领域施展出令人惊叹的魔法。
比如说在化工领域吧，它就像一个超级大厨，能把各种原料巧妙地组合在一起，做出一道道让人惊艳的“大菜”。
想想看啊，原本那些普普通通的化学物质，在纳米催化技术的作用下，发生了奇妙的变化，变成了我们生活中不可或缺的东西。
这多有意思呀！就好像一堆积木，经过巧妙的搭建，变成了一座漂亮的城堡。
再说说能源领域，纳米催化技术那也是大显身手啊！它能帮助我们更好地利用能源，让能源发挥出更大的作用。
这就好比给汽车装上了更强大的发动机，跑得更快更稳。
而且啊，纳米催化技术还特别环保呢！它能减少一些有害物质的产生，让我们的环境更加美好。
这不就像是给地球这个大家庭做了一次大扫除嘛，把那些脏东西都清理掉了。
你们说纳米催化技术牛不牛？它就像是一个默默无闻的英雄，在背后为我们的生活默默地付出。
你看现在的各种新型材料，有多少是靠纳米催化技术才诞生的呀！这些材料让我们的生活变得更加丰富多彩。
从更坚固的建筑材料到更先进的电子设备，哪一个离得开纳米催化技术呢？还有啊，纳米催化技术的发展前景那可是一片光明啊！科学家们一直在不断地探索和研究，让它变得更强大、更厉害。
说不定未来的某一天，它能解决我们现在想都不敢想的大问题呢！咱再想想，如果没有纳米催化技术，我们的生活得失去多少乐趣和便利呀！那可真是不敢想象。
所以啊，我们可得好好珍惜这个神奇的技术，让它为我们创造更多的美好。
总之，纳米催化技术就是这么牛，这么厉害！它在我们的生活中扮演着越来越重要的角色，让我们的生活变得更加精彩。
难道不是吗？让我们一起期待纳米催化技术带给我们更多的惊喜吧！。
纳米催化技术在绿色化学中的应用纳米催化技术是一种将纳米颗粒应用于催化反应中的技术，它在绿色化学中具有广泛的应用。
随着环境问题的日益严重，人们对绿色化学的需求也越来越迫切。
纳米催化技术作为一种环境友好的技术，能够提高化学反应的效率、减少废物产生，并且可以用于可再生能源的生产和推广。
本文将介绍纳米催化技术在绿色化学中的应用，并且探讨其可能的未来发展。
一、纳米催化技术在废水处理中的应用废水处理是绿色化学中的一个重要领域。
传统的废水处理方法通常耗时耗力，并且产生的化学废物可能对环境造成进一步的污染。
而纳米催化技术能够通过催化剂的作用，有效降解有机物和无机物，将其转化为无害物质。
纳米催化技术能够提高催化反应的速度和效率，并且降低能量消耗。
这意味着在废水处理中，纳米催化技术能够大大减少化学药剂的使用量，并且减少废水处理过程中的二次污染。
二、纳米催化技术在环境监测中的应用环境监测是绿色化学中的另一个重要领域。
传统的环境监测方法通常需要昂贵的设备和复杂的样品处理步骤。
而纳米催化技术能够将传感器和催化剂结合在一起，实现对环境中污染物的快速检测。
通过纳米催化技术，可以将污染物直接转化为可检测的产物，从而大大提高环境监测的效率和准确性。
此外，纳米催化技术还可以用于气体传感器的制备，实现对大气污染物的实时监测。
三、纳米催化技术在可再生能源中的应用可再生能源是解决能源和环境问题的重要途径。
然而，可再生能源的利用往往受限于能量转化效率低和成本高的问题。
而纳米催化技术能够通过提高反应速率和选择性，提高可再生能源的转化效率。
例如，纳米催化技术可以用于太阳能电池中的光催化水解反应，将光能转化为化学能。
此外，在生物质转化和燃料电池等领域，纳米催化技术也能够发挥重要作用，实现可再生能源的高效利用。
未来发展展望纳米催化技术在绿色化学中的应用前景广阔。
随着纳米颗粒的研究和制备技术的不断进步，纳米催化技术的效率和选择性将得到进一步提高。
同时，纳米催化技术还可以与其他技术相结合，如纳米材料和可再生能源技术，进一步拓宽其应用范围。
纳米催化剂的发展现状及制备方法赵兵（四川省化学工业研究设计院，四川成都,610041）摘要纳米催化剂因其独特的物理化学性质使其相比传统的催化剂具有无法比拟的优势,基于此,综述了纳米催化剂常用的制备方法以及具有代表性的纳米催化剂的研究现状,并介绍了纳米催化剂在能源、化工以及环境领域中的实际应用，最后提出了纳米催化剂未来可能的研究方向及建议。
关键词：纳米催化剂发展现状制备方法纳米技术产生于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烘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。
Bock等4人将Pt和Ru负载在碳材料上用于甲醇的氧化反应，结果表明,该合金型的纳米催化剂具有很好的催化性能。
1.2金属氧化物纳米催化剂金氧化纳米催化剂应，过渡金氧化、主金氧化金合氧化纳米催化剂等。
纳米催化技术综述学院：化学化工专业：化学工程姓名：孙晶芸学号：MZ13485[摘要]纳米材料由于颗粒小、比表面积大、形成凹凸不平的原子台阶，这些特性是催化剂所必备的，因此进行纳米催化材料的研究开发是非常有意义的。
本文就纳米粒子的制备及应用领域为中心进行探讨。
[关键字]纳米催化；稀土催化材料；光催化引言纳米催化剂由于其高效的还原或氧化作用，在催化领域的应用非常广泛，与普通商用催化剂相比，表现出高活性和高选择性等优异的催化性能。
在反应中，纳米催化剂的尺寸、形貌、表面性质等对其活性和选择性起到了关键的作用。
纳米颗粒由于尺寸小，表面所占的体积分数大，表面的键态和电子态与颗粒内部不同，表面原子配位不全等，导致表面的活性位置增加，这就使纳米颗粒具备了作为催化剂的基本条件。
随着粒径的减小，表面光滑程度变差，形成了凹凸不平的原子台阶，这就增加了化学反应的接触面。
催化剂的作用主要可归结为三个方面：一是提高反应速度，增加反应效率；二是决定反应路径，有优良的选择性，如只进行氢化、脱氢反应，不发生氢化分解和脱水反应；三是降低反应温度。
近年来在纳米催化剂的研究方面已取得一些成果，体现了纳米催化剂的优越性[1-5]。
目前，关于纳米粒子的催化剂有以下几种，即纳米金属催化剂，主要以贵金属为主，如Pt、Rh、Ag、Pd，非贵金属有Fe、Co、Ni等。
第二种以氧化物为载体，把粒径为l nm-10nm的金属粒子分散到这种多孔的衬底上。
衬底的种类很多，有氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化钛、沸石等。
第三种是WC、γ-Al2O3、γ-Fe2O3等纳米聚合体或者是分散于载体上。
纳米稀土Ti02复合氧化物[6-8]在可见光的照射下对碳氢化合物有催化作用，利用这样一个效应可以在玻璃、陶瓷和瓷砖的表面涂上一层纳米Ti02薄层，有很好的保洁作用，在实验室已制成自洁玻璃和自洁瓷砖。
粘污在表面上的物质，包括油污、细菌在光的照射下由于纳米TiO2的催化作用，会进一步氧化变成气体或者很容易被擦掉的物质。
这使高层建筑的玻璃、厨房容易粘污的瓷砖的保洁都可以很容易地进行。
日本已经制备出保洁瓷砖，装饰了一家医院的墙壁，使用证明，这种保洁瓷砖有明显的杀菌作用。
本文根据近几年国内外的研究报道，对纳米催化材料以及稀土元素在该领域的的潜在应用作一总结，并提出应加强研究的内容。
1．纳米微粒制备技术纳米微粒是指其粒径介于1～100nm之间的超细微粒，当微粒的尺寸缩小到纳米量级时，将会导出独特的体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、表面效应和界面效应[9]。
纳米微粒的制备技术研究是纳米材料性能研究和应用的重要基础。
20世纪90年代初召开首届国际纳米科学技术会议以后，纳米材料的制备研究得到迅猛发展，已成为目前国际上前沿热点领域。
纳米微粒制备方法主要有[10-12]：蒸发、冷凝或凝聚法，干燥法，沉淀法，沉积法，水/溶剂热合成法，液相模板合成法,微乳液法，水解法，分解或热解法，化学合成反应法，燃烧法，交换法，聚合法及自组装技术等。
在诸多制备技术中，化学法与化学一物理组合技术的研究发展更快，其中尤以液相化学法因其制备方便、条件相对缓和、成本较低、产物组成可控和产量较大等优点，目前已成为实验室和工业上应用最广的方法，常用于制备金属氧化物或多组分复合纳米粉体，近年来特别是等离子体、激光、超声波和微波等新技术及其与化学合成反应法组合制备技术得到了更大的发展和应用。
2. 纳米催化2.1 稀土催化材料众所周知，我国稀土矿以轻稀土组分为主，其中镧、铈等组分约占60％以上。
随着我国稀土永磁材料、稀土发光材料、稀土抛光粉、稀土在冶金工业中等应用领域逐年扩大，国内市场对中重稀土的需求量也快速增加。
造成了高丰度的铈、镧、镨等轻稀土量积压，导致我国稀土资源的开采和应用之间存在着严重的不平衡。
研究发现，轻稀土元素由于其独特的4f电子层结构，使其在化学反应过程中表现出良好的助催化性能与功效。
因此，将轻稀土用作催化材料是一条很好的稀土资源综合利用出路。
催化剂是一种能够加速化学反应，且在反应前后自身不被消耗的物质；加强稀土催化的基础研究既提高生产效率，又节约资源和能源，减少环境污染，符合可持续发展的战略方向。
到目前为止，能够在工业中获得应用的稀土催化材料主要有3类，包括分子筛稀土催化材料、稀土钙钛矿催化材料、以及铈锆固溶体催化材料等。
其中分子筛稀土催化材料又可细分为中孔、微孔、介孔、以及纳孔稀土催化材料等几大类，且目前主要用于炼油催化剂。
稀土钙钛矿催化材料[13]由于其制备简单、耐高温、抗中毒等性能优越，目前主要用作环保催化剂，也广泛用于光催化分解水制氢、以及石油化工行业的碳氢化合物重整反应等方面。
目前已开发并应用的主要有钙钛矿型稀土复合氧化物催化剂、以及掺杂微量贵金属的稀土钙钛矿型催化剂等。
铈锆固溶体催化材料是应汽车尾气净化市场的需求发展起来的一种稀土催化材料。
早期主要利用铈的储氧性能来调节汽车尾气中的氧化还原反应。
后来发现单一的铈储氧材料其持久性耐高温性能并不能满足日益发展的汽车尾气催化剂的寿命要求，而添加一些锆可明显改善储氧材料的抗高温性能，从而改善催化剂的耐久性。
目前，铈锆固溶体催化材料不仅用于石油化工领域的各种催化过程，也广泛用于汽车尾气净化以及其它环保领域。
与传统的贵金属催化剂相比，稀土催化材料在资源丰度、成本、制备工艺、以及性能等方面都具有较强的优势。
目前不仅大量用于汽车尾气净化，还扩展到工业有机废气、室内空气净化、催化燃烧、以及燃料电池等领域。
自20世纪90年代末以来，发达国家的环保催化剂市场一直以20％速度增长。
因此，稀土催化材料在环保催化剂产品市场，特别是在有毒、有害气体的净化方面，具有巨大的应用市场和发展潜力。
2.2 催化燃烧在20年之内，煤和石油在我国能源结构中仍将占主导地位。
传统的燃烧方式燃烧温度高，超过1500℃，在这个温度下燃烧很容易产生氮氧化物，增加全球温室效应。
另外，燃烧效率低，噪音高，且一些廉价燃料不能广泛应用。
利用催化燃烧技术可改变燃烧方式，提高燃烧效率，降低燃烧温度，减少NO x的形成，且燃烧过程中噪音低，廉价燃料也可大量应用，具有高效节能、环境友好等优点，是燃烧技术的未来发展方向。
据有关资料介绍，利用催化燃烧技术可提高热效率64％，燃烧效率可达99.5％，节能效果达15％以上。
我国现有近40套炼油装置，年加工原油超过2亿吨。
另外，燃煤电厂，工业锅炉、以及民用取暖等，年消耗能源超过14亿吨标准煤。
采用催化燃烧技术，其节能效果将相当可观。
另外，2002年我国燃气式热水器产量达7600万台，利用催化燃烧技术，也可提高民用燃料的燃烧效率。
因此，催化燃烧技术在天然气发电、工业热源和民用等方面有巨大的发展潜力。
目前，用于催化燃烧的主要是稀土催化材料，具有价格便宜、原料易得、耐高温性能好等优势。
特别是利用分子组装技术制备稀土催化材料，使稀土及其活性组分在高温下具有较好的稳定性，是促进催化燃烧的发展方向。
其中稀土基钙钛矿、六铝酸盐等稀土复合氧化物在天然气高温催化燃烧应用方面更具有良好的发展前景。
2.3 燃料电池燃料电池能量转化效率高，污染物超低或零排放，是21世纪高效、低污染的绿色能源。
稀土氧化物具有良好的离子和电子导电性，对改善固体氧化物燃料电池的性能有着无法取代的作[14]。
通过选择合适的氧化物组成，可提高极材料的离子导电率，降低氧还原的活化能。
通过研究组成、结构与导电性的关系以及掺杂离子的形态，来设计、合成新型结构的复合稀土氧化物，获得高催化活性和高电导率的稀土电极材料，是固体氧化物燃料电池目前的研究热点。
2.4 半导体纳米光催化剂光催化剂是一类具有很大应用潜力的特殊催化剂。
许多研究者在光催化有机废水、大气中的有机污染物方面进行了大量的研究工作，发现Ti02作为光催化剂可以处理卤代脂肪烃、卤代芳烃、有机酸类、酚类、硝基芳烃、取代苯胺等以及空气中的诸如丙醇等有害污染物。
国内一些研究机构正在与相关企业合作，力图使其产业化。
自半导体的光催化效应发现以来，一直引起人们的重视，原因在于这种效应在环保、污水处理、有机物降解、失效农药降解等方面有重要的应用。
近年来，人们一直致力于寻找光活性好、光催化效率高、经济价廉的材料，特别是对太阳敏感的材料，以便利用光催化开发新产品，扩大应用范围。
所谓半导体的光催化效应是指在光的照射下价带电子跃迁到导带，价带的空穴把周围环境中的烃基电子夺过来，短基变成自由基，作为强氧化剂引起如下变化：脂→醇→醛→酸→C02，完成了对有机物的降解。
具有这种光催化半导体的能隙既不能太宽，也不能太窄，对太阳光敏感的具有光催化特性的半导体能隙一般为1.9eV～3.1eV。
纳米半导体比常规半导体光催化活性高的多，原因在于：由于量子尺寸效应使其导带和价带能级变成分立能级，能隙变宽，导带电位变得更负，而价带电位变得更正。
这意味着纳米半导体粒子具有更强的氧化和还原能力。
纳米半导体的粒径小，光生载流子比粗颗粒更容易通过扩散从粒子内迁移到表面，有利于得或失电子，促进氧化和还原反应。
常用的光催化半导体粒子有Ti02(锐钛型)、Fe2O3、CdS、ZnS、PbS、PbSe、ZnFe2O4等。
这类材料主要用途是做成空心小球，浮在含有有机物的废水表面上，利用太阳光可进行有机物的降解。
美国、日本利用这种方法对海上石油泄露造成的污染进行处理。
采用这种方法还可以将粉体添加到陶瓷釉料中，使其具有保洁杀菌的功能，也可添加到人造纤维中制成杀菌纤维。
锐钛型纳米粒子表面用Cu+、Ag+修饰，杀菌效果更好。
这种材料在电冰箱、空调、医疗器械、医院手术室装修等方面有着广泛的应用前景。
铅化的Ti02纳米粒子的光催化可以使丙炔与水蒸气反应，生成可燃性的甲烷、乙烷和丙烷；铂化的Ti02纳米粒子，通过光催化使醋酸分解成甲烷和C02。
还有一个重要的应用是，纳米Ti02光催化效应可以用来从甲醇水溶液中制取氢气。
2.5 纳米金属、半导体粒子的热催化金属纳米粒子十分活泼，可以作为助燃剂在燃料中使用；也可以掺杂到高能密度的材料如炸药中，增加爆炸效率；也可以作为引爆剂使用。
将金属纳米粒子和半导体纳米粒子掺杂到燃料中，可提高热燃烧效率。
目前，纳米粉已被用在火箭燃料做助燃剂。
例如，在火箭发射的固体燃料推进剂中添加质量分数约1％纳米铝或镍，每克燃料的燃烧热可增加l倍；纳米铁粉也可以作为固体燃料的助燃剂。
纳米催化使催化性能大大提高，有机合成产品的产率将大为提高；纳米色谱载体(PS等)将使分析精度大为改善。
被称为第四代催化剂的纳米催化剂，利用其高的比表面积与活性可以显著地提高催化效率。
例如，以粒径小于0.3微米的镍和钢．锌合金的超微颗粒为主要成分制成的催化剂可使有机物氯化的效率达到传统镍催化剂的lO倍；纳米铁粉可在苯气相热分解中起成核作用，从而生成碳纤维。
