工業(yè)催化劑的制備與使用

黃瑤瑤 龍光軍 趙朋飛 李元龍

摘 要：隨著化學工業(yè)的高速發(fā)展，資源日益減少，環(huán)境污染蔓延，生態(tài)環(huán)境惡化，催化劑在工業(yè)領(lǐng)域的使用變得越來越常見。催化劑的使用也大大促進化學工業(yè)的生產(chǎn)，很大程度上改變了人們的生活，為社會生產(chǎn)帶來了很大的方便，越來越多的企業(yè)和廠家把重心放在催化劑制備和使用上。本文通過對催化劑的概念、用途、重要性、基本要求和特征出發(fā)，分析了工業(yè)催化劑的制備方法和使用情況。

關(guān)鍵詞：工業(yè)催化劑；制備；化學工業(yè)

沒有人喜歡繞遠路，在化學工業(yè)生產(chǎn)中催化劑的使用剛好為工業(yè)化學反應提供了可行的捷徑，既快又準的達到了目的地，減少了工業(yè)制備的時間，也節(jié)省了工人的時間，企業(yè)工作效率顯著提升，人民生活水平也大大提升，何樂而不為呢？所以，近幾年，工業(yè)生產(chǎn)中對催化劑的投資也越來越多，化學工業(yè)催化劑逐漸變成化學工業(yè)生產(chǎn)中最重要的一種化學藥品。

一、工業(yè)催化劑的概念

催化劑是指在一個化學反應中，改變化學反應的速率，但是催化劑自身的化學性質(zhì)和質(zhì)量是一直保持不變的。這里面的改變既包括加快也包括減慢，加快反應速率的催化劑叫做正催化劑，減慢反應速率的催化劑叫做負催化劑，不管是正催化劑還是負催化劑，都有它自身不可被其他東西取代的優(yōu)勢，在反應中，催化劑所起的作用叫做催化作用，涉及到催化劑的化學反應都被稱為催化反應。。

工業(yè)催化劑也一樣，就是催化劑大的分類里的一種，而且同樣在一次反應結(jié)束時，本身不發(fā)生改變也不出現(xiàn)在產(chǎn)物中。組成成分主要有主催化、助催化、載體，也就是主要活性成分、輔助成份和整個組分的骨架，三者相互聯(lián)系，缺一不可。

二、工業(yè)催化劑的用途及重要性

催化劑用于各類化學反應的催化，還有石油冶煉，汽車尾氣凈化，生物催化等等多方面。工業(yè)催化劑不僅擴大了資源利用范圍，如石油、煤、天然氣等經(jīng)過催化反應后會生成各種各樣的產(chǎn)物，資源也就變豐富了；通過催化劑精細化工，制造出了各種不常見卻很重要的物質(zhì)；合成氨的生產(chǎn)顯著提升了社會生產(chǎn)水平；同時催化劑的存在，滿足了社會衣食住行環(huán)保國防等各種各樣的需要；現(xiàn)如今。90%以上的化工過程采用了催化劑催化，催化劑在經(jīng)濟發(fā)展過程中十分的重要。

三、工業(yè)催化劑的基本要求及特征

基本要求：工業(yè)催化劑要求具有較高的活性、熱穩(wěn)定性、抗毒性以免中毒失活，同時呢，要有較好的選擇性，較低的價格，還要環(huán)境友好性，以免對環(huán)境造成太大的污染。

特征：催化劑只能改變與溫度有關(guān)的化學反應的反應速率，而且催化劑沒辦法改變化學反應的平衡位置，催化劑有壽命長度，失去活性表示著催化劑生命的終結(jié)，，同時催化劑對不同的化學反應具有一定的選擇性。

四、工業(yè)催化劑的制備方法

1、沉淀法制備工業(yè)催化劑

沉淀法就是在鹽水溶液中加入一些沉淀劑，讓水溶液與沉淀劑結(jié)合，沉淀出一些固體物質(zhì)或凝膠，過濾、洗滌、干燥后曬干、活化，便獲得了某種催化劑。廣泛用于制備高含量的非貴金屬和金屬氧化物催化劑的制備。

2、浸漬法制備工業(yè)催化劑

浸漬法就是把一些充當載體的物質(zhì)浸泡在活性物質(zhì)中，經(jīng)過一段時間后倒掉剩余的液體，把剩下的物質(zhì)通過過濾、洗滌、干燥之后得到某種催化劑，廣泛用于負載型催化劑的制備，不過所需時間比較長。

3、混合法制備工業(yè)催化劑

混合法是將組成某催化劑的各組分以粉末狀形式完全混合均勻，是各組分盡可能分散黏合，這個方法設(shè)備較簡單，操作也比較的方便。

4、熔融法制備工業(yè)催化劑

熔融法是指在高溫條件下某種催化劑的原料破碎后經(jīng)過篩分、混合、還原后得到某種催化劑。得到的催化劑活性高、穩(wěn)定性高。

5、離子交換法制備工業(yè)催化劑

各反應物離子分散后，自由交換到負載上的一個過程，最后經(jīng)過洗滌、干燥、焙燒等操作成型，通過離子交換法得到的催化劑具有較高的分散度、催化性能，適用于制備低含量、高利用率的貴金屬催化劑的制備。

五、工業(yè)催化劑的使用情況

1、綠色化工生產(chǎn)方面

綠色化工的催化反應主要有加氫還原反應、氧化反應、催化重整等等，加快了綠色化工生產(chǎn)速度，提高了化工生產(chǎn)效率。綠色化工產(chǎn)業(yè)對催化劑的要求非常高，即必須要有較高的選擇性、較高的活性以及環(huán)境友好型。

2、環(huán)境保護方面

通過催化作用，加快了汽車尾氣凈化，而且促進了有機廢氣無污染且快速充分的燃燒，產(chǎn)生的燃燒尾氣還能催化還原，很大程度上減少了環(huán)境污染。以環(huán)保為目的的催化化學在環(huán)境保護中起著核心作用。

3、能源領(lǐng)域方面

能源領(lǐng)域主要有石油煉制與石油化工，天然氣化工等等，主要一點是化學燃料電池的使用，它是將有機物轉(zhuǎn)化成電能，儲存并節(jié)約了大量的能源資源，減少了其他能源的浪費。

4、生物催化方面

生物催化是指利用生物催化劑來改變化學反應速率。瓜果蔬菜方面使用適量的催化劑可以提高產(chǎn)量，微生物和酶的發(fā)酵技術(shù)工藝，大大提高了天然原材料的使用率，且費用大大節(jié)減，也方便了人們的生活。

結(jié)語

通過本文的分析，我們知道，現(xiàn)如今，工業(yè)催化劑種類繁多，用途廣泛，發(fā)展也十分的迅速，各種新型的催化劑也層出不窮，工業(yè)催化劑也慢慢地變成了化學工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的一部分，工業(yè)生產(chǎn)中對催化劑的性能要求也日益提高。而且城市化進程的加快和人民生活水品的提高，對催化劑的一般要求也越來越高。工業(yè)催化劑的發(fā)展還有很長的一段路要走，也會遇到很大的困難，但是，催化劑技術(shù)已成為全國乃至世界新世紀優(yōu)先發(fā)展的重點，工業(yè)催化劑的未來十分的客觀。

參考文獻

[1]黃仲濤.工業(yè)催化[M].北京：化學工業(yè)出版社，2003.

[2]袁志慶，陳洪.浸漬法在制備中的應用[D].長沙：中南大學粉末冶金研究院，2007.

（作者單位：沈陽師范大學）