［摘要］為研究降解污水處理廠高濃度有機(jī)物廢水監(jiān)測(cè)提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持，分析烏魯木齊市某污水處理廠的進(jìn)水水樣，通過控制Y利用凝膠溶膠法在500℃下煅燒2h制備出不同Y摻雜量的BFO光催化納米粉末，粉末粒徑較小，約為5～6nm，由不規(guī)則的顆粒團(tuán)聚成球狀且表面粗糙，隨著Y摻雜量的增加，顆粒粒徑逐漸減小，摻雜量能夠增強(qiáng)可見光響應(yīng)能力，有效抑制電子－空穴對(duì)的復(fù)合，提高光催化降解效率。研究表明，BFO光催化降解剛果紅溶液時(shí)，純鐵酸鉍對(duì)剛果紅的降解率為35%左右，Y5樣品對(duì)剛果紅的去除率可達(dá)到86%，比純鐵酸鉍的降解效果增加56%左右。剛果紅濃度與其初始濃度之比(Ct/C0)隨時(shí)間的變化成指數(shù)關(guān)系，符合擬一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程。

［關(guān)鍵詞］光催化劑;剛果紅;電子－空穴;鐵酸鉍

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類活動(dòng)對(duì)自身的生存環(huán)境造成不同程度的破壞，直接或間接影響人類健康以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)健康發(fā)展［1］。難降解有機(jī)污染物在水體中廣泛且持久存在。中國在全球范圍內(nèi)屬于湖泊密度較大的國家之一，湖泊在供給淡水、漁業(yè)、維護(hù)生態(tài)環(huán)境等多個(gè)方面占有重大比重。水體中常見的有機(jī)污染物有以下幾種:酚類化合物、苯胂酸類化合物、石油類、苯系物、有機(jī)氯農(nóng)藥、有機(jī)磷農(nóng)藥、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯等。其中，染料廢水是常見的有機(jī)工業(yè)廢水，在實(shí)際工程中常常伴有染料廢水的處理，常見的試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)染料污染物有剛果紅、羅丹明B、甲基橙、孔雀石綠等。鐵酸鉍(BiFeO3，簡寫B(tài)FO)是一種常見的新型的多鐵性光催化材料，具有鐵電性和反鐵磁性以及較窄的禁帶能隙，是當(dāng)前多鐵材料研究熱點(diǎn)之一。BFO不僅在自旋電子器件和鐵電儲(chǔ)存方面有較大的應(yīng)用潛力，而且在光催化降解方向也有著非常大的前景。BFO作為一種典型的鈣鈦礦材料，其本身的禁帶能隙為2.2～2.8eV，對(duì)紫外光和可見光都能產(chǎn)生響應(yīng)，表現(xiàn)出較好的光催化活性，在光催化降解污染物、環(huán)境凈化及光解水制氫等方面有著誘人的前景［2］。但是在光催化實(shí)驗(yàn)中，此材料有光生空穴與電子對(duì)分離困難、材料表面吸附性能相對(duì)較差，導(dǎo)致可見光光電子產(chǎn)率低以及光生電子和空穴易于復(fù)合等缺點(diǎn)。

1Bi1－xYxFeO3光催化劑的表征

1.1不同Y摻雜量BFO樣品的紅外光譜分析

圖1為不同Y摻雜量的BFO樣品的FT－IR譜圖。從圖1中可以看出，在500℃下煅燒2h的所有樣品的紅外譜圖均相似，在550cm－1和440cm－1處有明顯的屬于FeO6八面體中的Fe－O和Bi－O鍵的2個(gè)吸收峰。與薩特勒標(biāo)準(zhǔn)紅外光柵光譜集對(duì)照發(fā)現(xiàn)，特征峰的位置和形狀并不是完全相同，表明此次合成的樣品是有雜質(zhì)的，與上述的XRD分析結(jié)果一致。綜上所述，Y摻雜量的增加引起晶粒尺寸減小、比表面積增加、吸收峰發(fā)生藍(lán)移等［3］。圖1不同含量Y摻雜BFO的紅外光譜圖

一、豐富教學(xué)內(nèi)容，緊跟學(xué)科前沿

催化知識(shí)應(yīng)用非常廣泛，涉及到煉油、化工、環(huán)保、制藥、能源、材料等多個(gè)領(lǐng)域。而“催化材料與催化劑設(shè)計(jì)”課程作為我校催化學(xué)科研究生的專業(yè)選修課，除了應(yīng)介紹催化理論的相關(guān)基本知識(shí)外，還要結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)豐富課程教學(xué)內(nèi)容，聯(lián)系與化工生產(chǎn)及人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢噙B的催化知識(shí)，使學(xué)生主動(dòng)去學(xué)習(xí)與催化相關(guān)的知識(shí)。同時(shí)，教學(xué)內(nèi)容一定還要緊跟當(dāng)今時(shí)代催化學(xué)科發(fā)展的前沿和熱點(diǎn)。教師在教學(xué)中應(yīng)盡可能多地介紹催化學(xué)科發(fā)展前沿及其在其它學(xué)科領(lǐng)域應(yīng)用的熱點(diǎn)實(shí)例進(jìn)行講解，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)相關(guān)催化理論的學(xué)習(xí)興趣。例如，在催化材料一章時(shí)，講述有機(jī)無機(jī)雜化材料，可介紹新型氨基橋聯(lián)的PMO材料的一些最新研究動(dòng)態(tài)及應(yīng)用。共聚法合成的氨基橋聯(lián)的PMO材料具有較短的有序介孔直孔道，可作為環(huán)境友好型有機(jī)堿催化劑，催化水介質(zhì)Knoeve-nagel反應(yīng)和無溶劑Henry反應(yīng)。另外，在課堂教學(xué)中，教師可以結(jié)合自身的科研成果和收集的國內(nèi)外催化材料及催化反應(yīng)最新研究成果，向?qū)W生們進(jìn)行介紹，并組織討論，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和拓展他們的知識(shí)面。只有在教學(xué)過程中不斷將所學(xué)知識(shí)與學(xué)科發(fā)展前沿相聯(lián)系，才能培養(yǎng)研究生對(duì)相關(guān)催化理論的學(xué)習(xí)興趣，使他們感到學(xué)之有用，從而產(chǎn)生對(duì)自己所學(xué)專業(yè)的認(rèn)識(shí)及從事科學(xué)研究的興趣。

二、改革教學(xué)方法，開拓研究生思維

1．研討式教學(xué)

研究生顧名思義，就是要研究，沒有研究就不能稱之為研究生。研討式教學(xué)理念就是注重激發(fā)研究生思維，鼓勵(lì)研究生自己去發(fā)現(xiàn)問題、探索問題。研討式教學(xué)可以激發(fā)研究生的主觀能動(dòng)性，加強(qiáng)其獨(dú)立思考的能力。如在緒論一章中介紹當(dāng)前催化在化學(xué)可持續(xù)發(fā)展中的重要作用和地位時(shí)，把它作為一個(gè)問題提出來，給出一定時(shí)間讓學(xué)生分組對(duì)這一問題進(jìn)行討論，每個(gè)小組選出代表做總結(jié)發(fā)言，最后教師引導(dǎo)總結(jié)。這樣，在互相討論的過程中，學(xué)生已經(jīng)對(duì)催化在化學(xué)或持發(fā)展中的戰(zhàn)略地位有了更深的了解。

2．案例式教學(xué)

手性催化研究應(yīng)重視兩個(gè)問題

（1）應(yīng)重視新觀念、新技術(shù)、新方法和新型手性催化劑的研究及應(yīng)用。例如，外消旋體的動(dòng)力學(xué)拆分是合成光學(xué)活性化合物的有效手段，但是理想的產(chǎn)率也只能達(dá)到50%，而另一半異構(gòu)體只能作為副產(chǎn)品廢棄掉，造成低的原子經(jīng)濟(jì)性。近年來，報(bào)道了“動(dòng)態(tài)動(dòng)力學(xué)拆分的方法”，即在反應(yīng)體系中加入另一種催化劑，可以催化異構(gòu)化反應(yīng)，這樣，單一光學(xué)活性化合物的產(chǎn)率就可以達(dá)到80%-90%，化學(xué)合成的原子經(jīng)濟(jì)性有了很大的提高。其他還比如，不對(duì)稱活化（毒化）、不對(duì)稱放大、去對(duì)稱化反應(yīng)等新的觀念、方法和技術(shù)都是需要深入研究和發(fā)展的。（2）注重總結(jié)規(guī)律，注重理論的加強(qiáng)和研究指導(dǎo)。至今，相關(guān)的手性催化研究經(jīng)驗(yàn)的積累，在實(shí)驗(yàn)過程中將不對(duì)稱反應(yīng)進(jìn)行排除，發(fā)現(xiàn)優(yōu)良的手性催化劑以及手性配體。所以，手性催化的發(fā)展方向需要不斷的進(jìn)行總結(jié)規(guī)律，注重理論的加強(qiáng)和研究指導(dǎo)。

手性催化研究的發(fā)展趨勢(shì)

真正在手性工業(yè)合成中得到應(yīng)用的技術(shù)還十分有限。手性催化合成作為實(shí)現(xiàn)“完美合成化學(xué)”的重要途徑之一，目前還有許多科學(xué)問題有待解決，比如：（1）手性催化劑的立體選擇性及催化效率問題；（2）手性催化劑結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新性問題，也就是具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、新型高效的手性催化劑的創(chuàng)制問題；（3）受限環(huán)境中手性誘導(dǎo)的規(guī)律性問題；（4）手性誘導(dǎo)過程中多因素控制的復(fù)雜性問題等。當(dāng)然還包括關(guān)于生命起源中手性的起源和均一性等重大基本科學(xué)問題。其中，手性催化劑是手性催化研究中的最核心問題。目前對(duì)于手性催化劑的研究，還缺乏系統(tǒng)的理性指導(dǎo)以及規(guī)律性可循，手性催化劑及高效催化反應(yīng)的開發(fā)，經(jīng)驗(yàn)、運(yùn)氣和努力是必不可少的，經(jīng)過理論和概念的創(chuàng)新，才能夠?qū)⒗щy化解。發(fā)展具有原始創(chuàng)新性骨架的新型手性配體和催化劑，研究配體和催化劑的剛性、電性和立體效應(yīng)對(duì)催化反應(yīng)影響的規(guī)律性，發(fā)展高效的手性催化合成方法。利用手性活化、分子識(shí)別與組裝原理，采用組合方法，發(fā)展手性雙功能金屬絡(luò)合物以及多組分配體金屬絡(luò)合物催化劑新體系，在此基礎(chǔ)上發(fā)展全新的高效、高選擇性不對(duì)稱碳-碳和碳-雜原子鍵形成反應(yīng)，并應(yīng)用到生物活性分子和天然產(chǎn)物合成中，為生物活性分子和天然產(chǎn)物發(fā)展高效、原子經(jīng)濟(jì)和綠色的合成方法。利用細(xì)胞催化系統(tǒng)，建立和發(fā)展新型生物催化反應(yīng)，揭示反應(yīng)的機(jī)理；研究組合生物催化、生物催化與金屬催化的結(jié)合，發(fā)展化學(xué)和生物催化相結(jié)合的方法，并應(yīng)用于一些重要手性分子的合成。設(shè)計(jì)合成新型的微、納米尺度固體手性催化材料，研究受限環(huán)境中手性誘導(dǎo)的規(guī)律性，發(fā)展包括手性光化學(xué)反應(yīng)在內(nèi)的高效手性催化反應(yīng)，為均相手性催化劑的負(fù)載和實(shí)用化提供新的途徑，這也是實(shí)現(xiàn)手性技術(shù)工業(yè)應(yīng)用的重要途徑。

本文作者：孫立喆工作單位：黑龍江昊華化工有限公司

摘要：經(jīng)典免疫學(xué)理論認(rèn)為，抗體通過其Fab片段可變區(qū)與相應(yīng)抗原特異結(jié)合，通過調(diào)理、中和、ADCC及激活補(bǔ)體等機(jī)制發(fā)揮免疫效應(yīng)，清除病原微生物或引起機(jī)體病理性損傷。然而最近的研究發(fā)現(xiàn)抗體具有一種前所未知的新功能，即所有的免疫球蛋白，不論其來源或抗原特異性，都能催化水的氧化反應(yīng)產(chǎn)生過氧化氫（H2O2）和臭氧（O3）等活性氧分子，因此在機(jī)體的免疫防御和病理過程中扮演一種新的重要角色。

關(guān)鍵詞：抗體單線態(tài)氧過氧化氫臭氧

一、抗體催化水的氧化途徑的發(fā)現(xiàn)

早在20世紀(jì)40年代，Pauling就提出了抗體可能具有催化活性，認(rèn)為抗體的抗原結(jié)合位點(diǎn)以任意的方式產(chǎn)生，那么這種結(jié)合位點(diǎn)應(yīng)該和酶的活性相似，因此抗體也可能具有酶的活性。直到1975年雜交瘤技術(shù)的問世和發(fā)展后，Pauling的這種假說陸續(xù)得到證實(shí)。自從1986年Tramontano及Pollack等介紹了抗體催化水解反應(yīng)的作用后，人們對(duì)抗體的特性又有了新的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為抗體不僅具有識(shí)別、結(jié)合的能力，而且還具有更復(fù)雜的化學(xué)特性。因此人們提出疑問，抗體的這種催化作用是否就是其本身發(fā)揮正常免疫功能的一種機(jī)制。長久以來，并沒有充足的證據(jù)支持這種假說。

Wentworth等研究發(fā)現(xiàn)所有的抗體都能催化單線態(tài)氧（1O2）和水反應(yīng)生成H2O2，其反應(yīng)形式為:x1O2+H2O→H2O2+(x-1)3O2。這種抗體介導(dǎo)的過程并不依賴于其來源及抗原特異性，均能通過1O2結(jié)合于抗體折疊部位內(nèi)而激發(fā)。研究顯示抗體的這種催化作用具有顯著的殺菌能力。當(dāng)G-大腸埃希菌（Escherichiacoli）暴露于1O2水溶液中時(shí)，只能觀察到微弱的殺菌效應(yīng)，但隨著抗原特異性或非特異性抗體的加入，95%的細(xì)菌被殺滅。這種殺菌活性似乎是抗體的一種普遍特性，因?yàn)椴还芸贵w的來源及其抗原特異性，所有的免疫球蛋白均表現(xiàn)出這種活性。通過形態(tài)學(xué)觀察，這種氧化損傷明顯增加了胞壁和漿膜對(duì)水的通透性，并且胞壁上出現(xiàn)穿孔現(xiàn)象，這種殺傷機(jī)制與吞噬細(xì)胞殺傷細(xì)菌時(shí)所觀察到的形態(tài)學(xué)非常相似。進(jìn)一步的定量研究發(fā)現(xiàn)，通過抗體催化水的氧化殺滅50%的細(xì)菌，其產(chǎn)生的H2O2水平，明顯低于對(duì)照組殺滅同樣數(shù)量細(xì)菌所需要的H2O2的水平，由此推斷抗體催化水的氧化過程中可能產(chǎn)生其他的殺菌分子。Wentworth等進(jìn)一步研究證實(shí)在抗體催化水的氧化過程中產(chǎn)生了一種O3的化學(xué)信號(hào)。O3本身具有高度的殺菌活性，而H2O2與O3的聯(lián)合對(duì)細(xì)菌的毒性作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它們其中的任何一個(gè)。因此可以認(rèn)為抗體催化水的氧化途徑產(chǎn)生的H2O2與O3在機(jī)體的免疫防御過程中具有重要意義，表明抗體除了識(shí)別功能外，其本身也具有清除外來病原微生物的作用。

二、抗體催化水的氧化途徑的可能機(jī)制

摘要：催化裂化是石化工業(yè)中的重要工藝流程，其主要由催化裂化裝置支持，借助化學(xué)原理、熱工設(shè)備、催化劑等多重作用下，實(shí)現(xiàn)石油煉制。但是，這一過程中，所消耗的能源相對(duì)較大，不利于石油化工企業(yè)的發(fā)展。故此，展開石油催化裂化裝置的基本分析，再對(duì)具體節(jié)能技術(shù)展開研究，結(jié)合技術(shù)改造等途徑，旨在綜合控制催化裂化裝置能源消耗，推動(dòng)石油化工企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：催化裂化裝置；節(jié)能降耗；有效途徑；技術(shù)改造

催化裂化裝置為煉油工藝中的二次加工工藝，借助該裝置，可實(shí)現(xiàn)汽油餾分、液化氣、柴油餾分等。但，在具體催化裂化過程中，會(huì)造成大量能源消耗，可占煉油工藝中能源消耗的15~20%。這則造成了能源生產(chǎn)與能源消耗之間的矛盾，不利于可持續(xù)發(fā)展，亟需改進(jìn)。基于此，本文對(duì)催化裂化裝置特點(diǎn)展開研究，分析具體催化裂化節(jié)能技術(shù)，再研究具體節(jié)能降耗途徑，詳細(xì)如下。

1催化裂化裝置特點(diǎn)

催化裂化是將中重質(zhì)油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油的重要工序，在催化裂化裝置支持下，能夠進(jìn)一步獲得裂化氣、柴油和汽油等。其是一種能源生產(chǎn)裝置：（1）輕質(zhì)油的回收率高，能夠達(dá)到70~80%，而原油初餾僅僅能夠達(dá)到10~40%。（2）借助催化裂化，催化汽油的辛烷值較高，可達(dá)到85以上，且汽油的安定性良好。（3）催化柴油的十六烷值低，可借助直餾柴油調(diào)和，達(dá)到增加十六烷值的目的。（4）具體生產(chǎn)氣體產(chǎn)率在10~20%左右浮動(dòng)，其中產(chǎn)氣中，90%左右為液化石油氣，其富含大量烯烴。（5）氣體產(chǎn)率10~20%，汽油產(chǎn)率30~50%，柴油產(chǎn)率≤40%，焦炭產(chǎn)率5~7%左右浮動(dòng)。隨著國內(nèi)對(duì)催化裂化技術(shù)的研究，催化裂化設(shè)備也將得到不斷的改進(jìn)，其需保持長周期運(yùn)轉(zhuǎn)，還需增強(qiáng)轉(zhuǎn)化劣質(zhì)重油，增強(qiáng)輕質(zhì)油產(chǎn)率。其中，具體的能源消耗問題，也是干擾催化裂化的裝置的關(guān)鍵點(diǎn)，處理產(chǎn)能與耗能的矛盾沖突，則變得十分重要。故此，需結(jié)合催化裂化裝置的節(jié)能技術(shù)，研究具體節(jié)能降耗措施。

2催化裂化裝置節(jié)能技術(shù)

摘要：隨著我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的提升，越來越多的技術(shù)開始涌現(xiàn)在人們的面前。在精細(xì)化工中，催化加氫技術(shù)的應(yīng)用效果極為顯著，被廣泛地應(yīng)用到我國的化工行業(yè)中，其主要使用的是負(fù)載型催化劑。該類型的催化劑活性比較高，會(huì)對(duì)一些金屬負(fù)載量產(chǎn)生不同程度的影響，因此，催化劑在實(shí)際的使用中通常會(huì)受到各類外力條件的限制和約束。主要就精細(xì)化工中催化加氫技術(shù)進(jìn)行較為詳盡的論述，探究其技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，使該技術(shù)可以在精細(xì)化工中展現(xiàn)出其自身最大的效用。

關(guān)鍵詞：催化加氫技術(shù)；精細(xì)化工；催化劑

1加氫催化劑

在還原反應(yīng)中，加氫催化劑是其重要的組成部分，現(xiàn)階段，我國所開展的研究工作中主要使用的是Pd/Pct/骨架鎳這類催化劑。1.1鎳系催化劑。鎳系催化劑主要分為兩種，其分別是硅藻土以及二氧化硅。其相關(guān)的化工人員選用沉淀的方式，把硝酸鎳進(jìn)行沉淀的處理，將其放置到載體上面，在實(shí)際的使用過程中，要對(duì)其進(jìn)行利用氫催化的形式，確保其催化劑在400℃左右，且其上下浮動(dòng)不超過50℃時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生不良的自燒等反應(yīng)。骨架鎳是一種會(huì)經(jīng)過強(qiáng)堿腐蝕處理的物質(zhì)，其會(huì)以一個(gè)多孔海綿的狀態(tài)呈現(xiàn)，所以在實(shí)際的制備過程中，其應(yīng)當(dāng)在鈦中添加一些較為穩(wěn)量的元素，這樣會(huì)改良其各類合金的性能，在實(shí)際的催化劑應(yīng)用過程中，無論是酸堿度還是腐蝕度都會(huì)在一定程度上影響到其催化劑的性能。鎳系的催化劑具有極強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性，所以在實(shí)際的使用中比較便捷，同時(shí)其應(yīng)用的空間也比較大。1.2鈀系催化劑。鈀系催化劑的制作方式比較簡單，其先要進(jìn)行氯化鈀的溶解處理，讓其物質(zhì)更好地溶解到鹽酸溶液當(dāng)中，之后再添加一定量的活性炭，讓鈀可以充分的作用，在浸染之后，對(duì)活性炭進(jìn)行干燥的處理，還原其氫氣，控制好其產(chǎn)生還原反應(yīng)時(shí)的溫度，這種制備方式主要被應(yīng)用于大部分的催化劑的制作過程，其制作過程要控制好其活性物質(zhì)組成的遷移頻率。1.3鉑系催化劑。鉑系催化劑的制備方式主要把氯鉑酸放置到水中，并在水中添加過量的硝酸鈉，對(duì)其進(jìn)行烘干的處理，將其烘干的溫度調(diào)整到35℃，讓其可以快速地熔融以及發(fā)生分解的反應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生出二氧化氮?dú)怏w，同時(shí)還會(huì)帶有褐色沉淀物質(zhì)的現(xiàn)象，待其產(chǎn)生了該化學(xué)反應(yīng)之后，要再次調(diào)整其溫度，讓其溫度上升到500℃，繼而分解之后產(chǎn)生二氧化鉑加氫催化劑。1.4活性炭/載體物質(zhì)活性炭/載體物質(zhì)具有極為高效的催化能力，所以其會(huì)對(duì)活性炭自身性能的要求會(huì)比較高，活性炭這類物質(zhì)和其他的機(jī)械類雜質(zhì)等不能混合在一起，其所選擇的材料大部分都是果核類的物質(zhì)。1.5銅系催化劑。銅系催化劑的面積比較大，另外其物質(zhì)自身的活性也會(huì)比較高，會(huì)將其用于烯烴的加氫反應(yīng)，如果其催化劑在實(shí)際的使用中為單獨(dú)的方式，那么其就極容易產(chǎn)生燒結(jié)的現(xiàn)象，一旦產(chǎn)生了燒結(jié)的現(xiàn)象，就給其制備過程帶來困擾，想要避免產(chǎn)生該類問題，就需要使用載體進(jìn)行處理。

2催化加氫技術(shù)的運(yùn)用

2.1氨基酚。氨基苯的制作主要是將硝基苯放置到稀硫酸當(dāng)中，讓其通過介質(zhì)的效用產(chǎn)生重排反應(yīng)，進(jìn)而得到氨基酚，其所選用的催化劑主要是5%Pt/C。需要對(duì)貴金屬與硝基苯的質(zhì)量比進(jìn)行調(diào)控，讓其比值始終為（0.0005~0.0050）∶1?？刂坪闷涫褂玫臏囟?，讓其溫度始終保持在80℃左右。壓力控制在11~12MPa，最后利用過氧化氫處理，10%的稀硫酸為介質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)。2.2催化加氫制備。2，2-二氯氫化偶氮苯2-二氯化偶氮苯采用0.8%Pd/C的催化劑，以甲苯為溶劑，在反應(yīng)過程中加入表面活性劑和助催化劑，將鄰硝基氯化苯在0.6MPa、55~75℃下，加氫3h。以上做法是宋東明化學(xué)家提出的方法，而美國申請(qǐng)專利最早使用方法是在堿性條件下鄰硝基氯化苯液相加氫制備2，2-二氯氫化偶氮苯，為固-液-氣三相反應(yīng)。主催化劑為0.5%~1%Pd/C或Pt/C，貴金屬與硝基物重量比為（0.0002~0.0010）∶1。2.3催化加氫制備鄰氯苯胺。鄰硝基苯加氫還原生成鄰氯苯胺，主催化劑為0.8%Pd/C，貴金屬與硝基氯苯質(zhì)量比為（0.0001~0.0005）∶1。助催化劑為亞磷酸鈉，在甲苯為溶劑，溫度控制在60~80℃，氫氣壓力為0.6~2MPa。制得的純度可以達(dá)到99.7%，收率達(dá)到92%。與傳統(tǒng)相比，大大減少了三廢的生產(chǎn)。

摘要：低溫等離子體-催化協(xié)同凈化技術(shù)是一項(xiàng)全新的處理技術(shù)，具有能耗低，處理效率高等優(yōu)點(diǎn)，在處理VOCs、氮氧化物、機(jī)動(dòng)車尾氣方面都有著廣闊的發(fā)展前景，但實(shí)際應(yīng)用還很不成熟，需要加大力量進(jìn)行更加深入的理論和實(shí)踐研究，低溫等離子體協(xié)同催化凈化技術(shù)將在廢氣治理領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。

關(guān)鍵詞：低溫等離子體；協(xié)同作用；大氣污染控制

Abstract：Asanewprocesstechnology,Catalysis-assistednon-thermalplasmatechniquehasitsadvantages,suchaslessenergyconsumption,higherremovalefficiency,etc.ThetechniqueintreatingVOCs，NOxandengineoff-gaseshavelargedevelopmentprospects.Becauseoftheimmaturepracticalapplication,itneedtoincreaseeffortstoconductmorein-depththeoreticalandpracticalresearch.Catalysis-assistednon-thermalplasmatechniquewillbeabletoplaytheimportantroleinthetreatmentofwastegases.

Keywords：non-thermalplasma；synergisticeffect；airpollutioncontrol

目前，各種有毒有害氣體的排放已造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。低濃度有害氣態(tài)污染物（如SO2、NOx、VOCs、H2S等）廣泛地產(chǎn)生于能源轉(zhuǎn)化、交通運(yùn)輸、工業(yè)生產(chǎn)等過程中。國際條例加強(qiáng)了對(duì)這些有害廢氣的限制。傳統(tǒng)的治理方法如液體吸收法、活性炭吸附法、焚燒和催化氧化等已很難達(dá)到國際排放標(biāo)準(zhǔn)[1]。

近年來興起的低溫等離子體催化（non-thermalplasmacatalysis）技術(shù)解決了傳統(tǒng)的凈化方法所不能解決的問題。用該項(xiàng)技術(shù)處理有機(jī)廢氣具有以下優(yōu)點(diǎn)：①能耗低，可在室溫下與催化劑反應(yīng)，無需加熱，極大地節(jié)約了能源；②使用便利，設(shè)計(jì)時(shí)可以根據(jù)風(fēng)量變化以及現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行調(diào)節(jié)；③不產(chǎn)生副產(chǎn)物，催化劑可選擇性地降解等離子體反應(yīng)中所產(chǎn)生的副產(chǎn)物；④不產(chǎn)生放射物；⑤尤其適于處理有氣味及低濃度大風(fēng)量的氣體。但以下兩方面還有待改進(jìn)：①對(duì)水蒸氣比較敏感，當(dāng)水蒸氣含量高于5%時(shí)，處理效率及效果將受到影響；②初始設(shè)備投資較高。該項(xiàng)技術(shù)在環(huán)境污染物處理方面引起了人們的極大關(guān)注，被認(rèn)為是環(huán)境污染物處理領(lǐng)域中很有發(fā)展前途的高新技術(shù)之一。本文將探討其與污染氣體的作用過程及兩者協(xié)同作用機(jī)理，并概述這一技術(shù)在廢氣治理方面的進(jìn)展。

1催化裂化裝置節(jié)能降耗的有效途徑探索

1.1降低催化裂化反應(yīng)中的焦炭產(chǎn)率

根據(jù)我國現(xiàn)有的煉油生產(chǎn)工藝分析，焦炭是催化裂化裝置中反應(yīng)所占能耗最大的部分。焦炭主要類型包括催化焦、污染焦、附加焦等，呈現(xiàn)出多種混合狀態(tài)。具體的措施如下：第一，使用焦炭產(chǎn)率較低的催化劑產(chǎn)品。催化劑雖然不直接進(jìn)行催化裂化反應(yīng)，但其本身作用于裝置中依然消耗能源，采用焦炭產(chǎn)率較低的催化劑是最簡單、最實(shí)用的方式，而且催化裂化裝置也不需要額外的添加輔助設(shè)備，不需要進(jìn)行改造。第二，使用焦炭產(chǎn)率較低的工藝設(shè)備。除了催化劑本身的焦炭產(chǎn)率特性之外，還可以通過工藝設(shè)備的合理應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)降低目的。催化裂化裝置中的主要組成部分包括原料噴嘴、氣提段、提升管出口快分等，一些新的工藝設(shè)備主要通過改變?cè)瓉淼姆磻?yīng)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)，如將液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)；總體而言，工藝設(shè)備的選擇標(biāo)準(zhǔn)時(shí)改善原料，減少工藝氣與催化劑的接觸，增強(qiáng)氣提效果等。第三，使用焦炭產(chǎn)率較低的原材料。石油中的瀝青、膠質(zhì)、石蠟和重金屬成分等是影響焦炭產(chǎn)率的主要原因，針對(duì)催化裂化的原材料而言，需要進(jìn)行事先預(yù)處理。目前，在節(jié)能減排、低碳觀念的影響下，我國對(duì)石油原材料預(yù)處理的手段主要包括循環(huán)技術(shù)和冷卻技術(shù)，以提高反應(yīng)劑的效率，降低碳差；同時(shí)，對(duì)原材料進(jìn)行預(yù)處理可以有效提高輕質(zhì)油產(chǎn)量。

1.2降低催化裂化反應(yīng)中的綜合電耗

催化裂化裝置工作中要消耗大量的電能，約占整個(gè)工藝流程裝置總電能消耗的10%，對(duì)煉制企業(yè)而言是一筆巨大的經(jīng)濟(jì)投入。降低電能消耗不僅可以節(jié)約成本，同時(shí)也做到了低碳排放。首先，優(yōu)化煙機(jī)運(yùn)行，提高回收功率。煙機(jī)即煙氣輪機(jī)，是催化裂化裝置中發(fā)揮能量回收的設(shè)備，其運(yùn)行的優(yōu)劣對(duì)電能損耗的影響十分明顯?？梢赃m當(dāng)降低主風(fēng)機(jī)出口到煙機(jī)入口的壓力，減小運(yùn)行負(fù)荷，定期清理結(jié)垢和粉塵，確保煙氣輪機(jī)的平穩(wěn)、長期、高效運(yùn)轉(zhuǎn)。其次，完善空冷器和機(jī)泵的節(jié)電措施。與煙機(jī)相比，空冷器和機(jī)泵的電力消耗較小，設(shè)備的功率有限，但由于工藝限制，這兩種設(shè)備在整個(gè)工藝流程中數(shù)量較多，整體電能消耗綜合起來也是相對(duì)龐大的，因此有必要進(jìn)行節(jié)能措施改造。根據(jù)不同類型的空冷器和機(jī)泵設(shè)備，采用合適的級(jí)恩恩個(gè)手段，如對(duì)于流量或負(fù)荷調(diào)節(jié)頻繁的機(jī)泵而言，可以改裝為變頻裝置控制的體系。再次，增加蒸汽產(chǎn)量并降低蒸汽消耗。石油煉制工藝中需要用到大功率熱工設(shè)備，控制不當(dāng)?shù)那闆r下會(huì)導(dǎo)致催化裂化裝置中熱量剩余過多，造成浪費(fèi)；蒸汽量過多，反應(yīng)裝置內(nèi)的壓力就會(huì)增加，但重質(zhì)油在催化裂化裝置中反應(yīng)所需要的壓力級(jí)別是固定的（3.5MPa），過多的蒸汽只會(huì)造成無效損失。因此，可以減少單位時(shí)間內(nèi)的蒸汽供給，適當(dāng)延長煉制時(shí)長，實(shí)現(xiàn)低壓生產(chǎn)的目的。除此之外，還可以采取提高富氣壓縮機(jī)入口壓力的方式，優(yōu)化余熱鍋爐運(yùn)行等方式展開催化裂化工藝生產(chǎn)；目前，中石化公司對(duì)加強(qiáng)裝置間熱聯(lián)合的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了大規(guī)模改造，并開發(fā)了一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的催化裂化裝置，這對(duì)我國石油煉制行業(yè)催化裂化裝置節(jié)能降耗有重要的借鑒價(jià)值。

2結(jié)語

摘要：針對(duì)某化工企業(yè)先后出現(xiàn)的耐硫?qū)挏刈儞Q催化劑快速中毒失活現(xiàn)象，通過對(duì)失活催化劑進(jìn)行檢測(cè)分析認(rèn)為是氯含量高引起。經(jīng)過排查，推斷為原料煤中有機(jī)注漿材料中的有機(jī)氯導(dǎo)致催化劑中毒，并建議通過減少有機(jī)注漿材料用量、加強(qiáng)原料煤篩選、加強(qiáng)工藝水檢測(cè)、加強(qiáng)管理等手段進(jìn)行應(yīng)對(duì)。

關(guān)鍵詞：變換催化劑；中毒；氯

1分析原因

問題出現(xiàn)后，該企業(yè)多次更換部分催化劑并試用了不同廠家的同類催化劑，均出現(xiàn)了催化劑快速中毒的現(xiàn)象。在排除了催化劑本身的質(zhì)量因素后，該企業(yè)對(duì)中毒催化劑進(jìn)行了分析化驗(yàn)?；?yàn)結(jié)果表明，中毒催化劑中的氯含量為1．56％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了正常值（10×10－6），其他組分含量正常。氯有未成鍵孤對(duì)電子，并有很大的電子親和力，易與金屬離子反應(yīng)，造成催化劑活性組分流失、孔道阻塞或結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致催化劑中毒。氯還具有很高的遷移性，常隨工藝氣向下游遷移，造成催化劑全床層性中毒。在實(shí)際生產(chǎn)中，氯引起的“累積效應(yīng)”常造成各種催化劑中毒據(jù)此推斷，該公司的變換催化劑失活是由于系統(tǒng)中的氯含量過高。

2排查來源

為明確中毒原因，查明中毒來源，該企業(yè)變換催化劑中毒的氯的來源開展排查。原料氣中氯的來源主要有原料煤、工藝水和空氣這3個(gè)途徑。

納米材料（又稱超細(xì)微粒、超細(xì)粉未）是處在原子簇和宏觀物體交界過渡區(qū)域的一種典型系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)既不同于體塊材料，也不同于單個(gè)的原子。其特殊的結(jié)構(gòu)層次使它具有表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等，擁有一系列新穎的物理和化學(xué)特性，在眾多領(lǐng)域特別是在光、電、磁、催化等方面具有非常重大的價(jià)值。

納米材料在結(jié)構(gòu)、光電和化學(xué)性質(zhì)等方面的誘人特征，引起物家、材料學(xué)家和化學(xué)家的濃厚興趣。80年代初期納米材料這一概念形成以后，世界各國對(duì)這種材料給予極大關(guān)注。它所具有的獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，使人們意識(shí)到它的可能給物理、化學(xué)、材料、生物、醫(yī)藥等學(xué)科的帶來新的機(jī)遇。納米材料的應(yīng)用前景十分廣闊。近年來，它在化工生產(chǎn)領(lǐng)域也得到了一定的應(yīng)用，并顯示出它的獨(dú)特魅力。

1.在催化方面的應(yīng)用

催化劑在許多化學(xué)化工領(lǐng)域中起著舉足輕重的作用，它可以控制反應(yīng)時(shí)間、提高反應(yīng)效率和反應(yīng)速度。大多數(shù)傳統(tǒng)的催化劑不僅催化效率低，而且其制備是憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，不僅造成生產(chǎn)原料的巨大浪費(fèi)，使效益難以提高，而且對(duì)環(huán)境也造成污染。納米粒子表面活性中心多，為它作催化劑提供了必要條件。納米粒于作催化劑，可大大提高反應(yīng)效率，控制反應(yīng)速度，甚至使原來不能進(jìn)行的反應(yīng)也能進(jìn)行。納米微粒作催化劑比一般催化劑的反應(yīng)速度提高10～15倍。

納米微粒作為催化劑應(yīng)用較多的是半導(dǎo)體光催化劑，特別是在有機(jī)物制備方面。分散在溶液中的每一個(gè)半導(dǎo)體顆粒，可近似地看成是一個(gè)短路的微型電池，用能量大于半導(dǎo)體能隙的光照射半導(dǎo)體分散系時(shí)，半導(dǎo)體納米粒子吸收光產(chǎn)生——空穴對(duì)。在電場(chǎng)作用下，電子與空穴分離，分別遷移到粒子表面的不同位置，與溶液中相似的組分進(jìn)行氧化和還原反應(yīng)。

光催化反應(yīng)涉及到許多反應(yīng)類型，如醇與烴的氧化，無機(jī)離子氧化還原，有機(jī)物催化脫氫和加氫、氨基酸合成，固氮反應(yīng)，水凈化處理，水煤氣變換等，其中有些是多相催化難以實(shí)現(xiàn)的。半導(dǎo)體多相光催化劑能有效地降解水中的有機(jī)污染物。例如納米TiO2，既有較高的光催化活性，又能耐酸堿，對(duì)光穩(wěn)定，無毒，便宜易得，是制備負(fù)載型光催化劑的最佳選擇。已有文章報(bào)道，選用硅膠為基質(zhì)，制得了催化活性較高的TiO／SiO2負(fù)載型光催化劑。Ni或Cu一Zn化合物的納米顆粒，對(duì)某些有機(jī)化合物的氫化反應(yīng)是極好的催化劑，可代替昂貴的鉑或鈕催化劑。納米鉑黑催化劑可使乙烯的氧化反應(yīng)溫度從600℃降至室溫。用納米微粒作催化劑提高反應(yīng)效率、優(yōu)化反應(yīng)路徑、提高反應(yīng)速度方面的研究，是未來催化不可忽視的重要研究課題，很可能給催化在上的應(yīng)用帶來革命性的變革。