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催化在之力环境污染中作用的论述

催化在治理环境污染中作用的论述

摘要：随着科技发展，人类环保意识的提高，对现代工业中产生的环境污染物的处理也越来越重视。催化剂的使用是处理环境污染中最重要也是最有效的途径。本人论述了催化剂在治理环境污染中的应用，重点综述了催化剂在大气污染及水污染中的应用。叙述了纳米光催化技术、微波诱导技术在处理废水中的应用以及必威体育精装版的处理汽车尾气的催化剂的结构和种类。

关键字：催化剂，催化作用，环境污染

前言

催化剂的一般含义是指一种通过基元步骤的连续和重复循环，将反应物转化成产物的物质,而在循环重复的最后一步，催化剂又恢复到原来的形式。以控制和预防环境污染为目的的催化剂和催化过程的研究称为环境催化研究。由于工业生产发展而日趋严重的环境污染以及催化科学和技术的发展，环境催化的科学和技术己有很大的发展。和能源密切相关的多相催化工业技术在过去半个多世纪中呈现了三个量子化发展阶段[1]:第一阶段为40年代末至50年代初，为石油炼制技术的大发展（如催化裂化、加氢裂解、催化重整和异构化等）；第二阶段为70年代至80年代石油化工的大发展（如新型ZSM—5分子筛催化剂用于异构化、歧化和芳烃烷基化过程等）；而90年代为第三阶段是环境催化大发展的时期,例如成功地将催化剂用于汽车排气净化，还有催化消除氧化氮类、氧化硫类，可挥发性有机组分的催化氧化、催化燃烧等。催化是炼油、化工和环保等方面创造巨大经济效益和社会效益的关键技术.在世界催化剂销售市场，炼油、化工和环保三大领域中，环保催化剂销售额比例日趋上升[2,3]。1989年美国的环保催化剂销售额已超过炼油用的催化剂。1993年日本的环保催化剂已占总额的55%～60%，西欧也已占60%以上。近年来，以环境污染控制和预防为背景的催化学术会议频繁召开，专门书籍陆续出版.这些动向均表明当今催化学术界在此领域的研究异常活跃。

正文：

1、催化剂在污染水处理中的应用

1.1纳米光催化材料在水处理中的应用

纳米光催化材料大多是金属氧化物或硫化物等半导体材料，它们具有特殊的电子结构，它们在光激发下所产生的电子和空穴，将反应物还原或氧化，从而使污染物得到降解，并最终完全矿化为CO2、H2O和毒性小的有机物和无机离子等，因此在能源、绿色化学方面显示出其独特的功效[4]。

纳米光催化材料有以下的特点[5]:降解没有选择性，能使有害物质完全分解，不会产生二次污染可以在常压下操作，反应条件温和，降低操作难度，不

2.1催化技术在汽车尾气治理中的应用

汽车尾气净化催化剂多为负载型催化剂,活性组分及助催化剂均负载在载体上。活性组分是起催化作用的组分,助催化剂虽然其本身无催化活性或活性很低,但可大大提高主催化剂的活性、选择性或寿命,特别是在汽车排气的恶劣环境下,为提高催化剂的稳定性,常常要加入助催化剂。一些助剂则直接加到涂层中,以改善其性能。汽车尾气催化反应机理十分复杂,催化剂各组分常常协同作用、不分主次,催化剂活性组分与助剂常难以明确区分,通常将它们统称为活性组分[8]。

根据载体材料的不同，目前整装式载体有陶瓷蜂窝载体和整装式金属载体两大类。

陶瓷蜂窝载体是目前使用最广泛的汽车尾气净化催化剂载体,其中以堇青石(2MgO#2Al2O3#5SiO2)为主要成分的载体最常用。它的优点为：众多约束气道,既为催化剂活性成分和废气提供了最大的接触面积,又可以使气流的压力降最小，仅为颗粒状载体的1/20,故特别适合于受控制的多相催化反应;且蜂窝结构体积密度低，热稳定性好，热膨胀系数低，有利于提高催化剂的起燃性能。

整装式金属载体具有很好的耐冲击性能和机械性能、导热性好、热容小,且载体与金属外壳之间的匹配性能好及抗震能力强等优点。因金属载体的特点,对降低汽车排气阻力十分有利,明显改善了其动力性能,提高了尾气的净化效率,同时延长了净化器的使用寿命。截止目前,Ni-Cr、Fe-Cr-Al和Fe-Mo-W等三类合金可用作汽车尾气净化催化剂的金属载体材料,从加工性能和经济性等方面综合考虑,是最具前景的合金载体。金属合金载体的结构主要也是蜂窝柱体,它比陶瓷载体有更高的比表面积和良好的热启动性。但其制造工艺复杂,加之其表面涂敷工艺还不完善,载体的抗高温氧化性还有待提高,因此,尚未获得广泛的应用。

2.2催化技术在工业废气治理中的应用

工业废气处理催化剂包括控制发电厂和锅炉烟道气、硝酸厂尾气、烤漆房尾气、焚烧炉废气所用的催化剂。工业环保催化剂约占整个环保催化剂销售额的十分之一，并逐年保持非常高的增长速度，它会在环境保护中显示更大的作用[9]。

氮氧化物的去除主要是催化氧化法。即在固体催化剂存在下，利用各种还原性气体（H2、CO、烃类和NH3等），以致碳和氮氧化物反应