第一情报 ---能源与环境

纳米材料在环境保护方面的最新应用进展(一)

供稿人:卞志昕  供稿时间:2004-9-23   关键字:纳米    环境保护  空气净化  
(一) 纳米材料在空气净化中的应用
 
纳米材料在处理空气污染方面有广阔的应用前景,因其具有较小的颗粒尺寸,而且纳米微粒表面形态随着粒径的减小,表面光滑程度变差,形成了凹凸不平的原子台阶,从而起到以下3个方面的作用:①提高反应速度,增加反应率;②决定反应路径,良好的选择性;③降低反应温度。
 
1.1 汽车尾气净化催化剂
最新研究成果表明,复合稀土化合物的纳米级粉体有极强的氧化还原性能,这是其它任何汽车尾气净化催化剂都不能比拟的。它的应用可以彻底解决汽车尾气中一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)的污染问题。以活性炭作为载体,纳米Zr0.5Ce0.5O2粉体为催化活性体的汽车尾气净化催化剂,由于其表面存在Zr4+/Zr3+及Ce4+/Ce3+电子可以在其3价和4价之间传递,因此具有极强的电子得失能力和氧化还原性,再加上纳米材料比表面大,空间悬键多,吸附能力强,因此它在氧化一氧化碳的同时还还原氮氧化物,使它们转化为对人体和环境无害的气体——二氧化碳和氮气。科学工作者研制的更新一代的纳米催化剂,将在汽车发动机汽缸发挥催化作用,使汽油在燃烧时就不产生CO和NOx,从而无需进行尾气净化处理。
 
1.2 石油脱硫催化剂
 工业用及车用燃料油是最大的二氧化硫污染源,燃料油中的含硫化合物在燃烧后会产生SO2,所以石油炼制工业有脱硫工艺以降低汽柴油的硫含量。采用半径为55-70nm的钛酸钴(CoTiO3)作为催化活体,以多孔硅胶或Al2O3陶瓷作为载体的催化剂进行脱硫,其催化效率极高。采用沉淀溶出法制备的粒径约30-60nm的白色球状钛酸锌(ZnTiO3)粉体,该粉体比表面积大,化学活性高,用它作吸附脱硫剂,较固相烧结法制备的钛酸粉体效果明显提高。经催化的石油中硫的含量小于0.01%,达到国际标准。
 
1.3 纳米燃油添加剂
纳米技术为添加剂市场开辟了新的市场机遇。北京大学博雅公司利用纳米技术研制开发出NANO牌纳米燃油添加剂,采用液相纳米技术生产的燃油添加剂。以纳米级的微爆使燃油二次雾化,与空气混合均匀、充分,使燃烧进行更彻底,可广泛应用于工业和商业用汽油、柴油和重油等。
 
纳米燃油添加剂还可以大幅增加动力,降低燃油消耗,提高发动机性能并延长其寿命,减少尾气中有害物质的排放,保护环境。该添加剂采用创新的纳米微乳化技术生产的新一代多用途燃油添加剂,可以全面解决辛烷值强化剂、清净剂和节油添加剂所单独解决的问题,还可以整体改善发动机的性能,是一种全新概念的具有综合性能的第四代环保型燃油添加剂。纳米燃油添加剂可降低发动机对辛烷值的要求、提高动力性能、节约燃油、降低排污、改善车辆性能。
 
1.4 煤炭用助燃催化剂
工业用煤燃烧后也会产生SO2气体,在燃料燃烧时,加入一种纳米级助燃催化剂,不仅可以使煤充分燃烧,提高能源利用率,而且会使硫转化成固体的硫化物,不产生二氧化硫气体,从而杜绝有害气体的产生。
 

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