在我國剛剛起步的納米催化技術，目前盡管只有TiO2、ZnO、SiO2、CaCO3等少數幾個品種實現了產業(yè)化，但已經顯示出了良好的發(fā)展前景。在10月20日結束的第三屆中國西安納米科技研討會上，西安近代化學研究所呂劍教授在接受記者采訪時指出，納米材料具有獨特的晶體結構及表面特性，其催化活性和選擇性大大高于傳統催化劑，可作為新型的催化材料應用于化學工業(yè)。

    隨著納米微粒粒徑的減小，表面積逐漸增大，吸附能力和催化性能也隨之增強。這些獨特效應使納米催化劑不僅可以控制反應速度，大大提高反應效率，甚至可以使原來不能進行的反應進行。據呂劍介紹，納米金屬粒子作為催化劑已成功應用到加氫催化反應中。以粒徑小于0.3nm的Ni和Cu－Zn合金的超細微粒為主要成分制成的催化劑，可使有機物加氫的效率比傳統鎳催化劑提高10倍。納米Pt粉、WC（碳化鎢粉）也是高效的加氫催化劑，超細Ag粉則可以作為乙烯氧化的催化劑。

    目前，已報道的納米金屬氧化物催化劑有Fe3O4、TiO2和CeO2等。美國一家公司推出的系列納米CuO抗菌劑已具備商業(yè)實用性，這種粒徑范圍在20～50nm的CuO易加入塑料、合成纖維、黏合劑和涂料中，主要用于防護漆、防污漆和不同涂料的添加劑。而一種稀土氧化物／ZnO復合材料則可作為選擇性氧化乙烷制乙烯的催化劑，用其催化的反應，乙烷轉化率可達60％，乙烯選擇性則高達90％。

    呂劍說，納米結晶物質在增加催化劑的活性部位方面具有很大優(yōu)勢。它應用于結構敏感性反應的典型例子是作為光催化反應的催化劑，納米鈣鈦礦型復合氧化物就是一種理想的光催化材料。在光催化降解領域采用的光催化劑多為TiO2、ZnO、Fe2O3、SnO2等半導體材料，但由于光腐蝕和化學腐蝕的原因，實用性較好的只有TiO2和ZnO，其中以TiO2的使用最為廣泛。

    以氧化物為載體的負載型納米金屬催化劑具有許多優(yōu)異性能，其載體種類很多，有氧化鋁、氧化硅、氧化鎂、氧化鈦、沸石及分子篩等。納米負載型催化劑用Ni／MgO催化甲烷法制得的納米碳管作催化劑載體，嵌入鉀催化劑，經脫氧、凈化處理后，用于合成氨的催化反應中，合成氨的產率大大高于同條件常用催化劑的產率，而且納米碳管表面更趨于堿性，有利于生成的氨脫附。

    呂劍認為，納米結構自組裝體系和分子自組裝體系是當前納米材料的前沿領域。在分子篩的孔腔中組裝或封裝金屬配合物，所制備的金屬配合物／分子篩復合催化材料是傳統均相催化劑和多相催化劑不可比擬的新型催化材料，也為重油、渣油等的催化裂化開辟了新天地。這些材料在催化過程中具有反應條件溫和、反應活性和選擇性高，易與產物分離、可重復使用，位分離效應及擇形效應高等優(yōu)點。

    呂劍指出，盡管在納米催化劑方面已取得了一些成果，但也還有許多問題需要解決，主要包括四個方面：一是對合成納米催化劑的過程機理，如對控制微粒的形狀、分布、粒度等技術和納米微粒的收集、存放問題缺乏深入研究；二是多數制備納米材料的技術成果僅停留在實驗室和小規(guī)模生產階段，缺乏對規(guī)模生產所涉及工程技術的認識；三是系統研究納米催化材料的實用化技術尚少，對納米催化材料的性能測試和表征手段有待改進；四是缺乏系統的綜合各學科的研究體系，無法解決交叉學科的納米技術問題。

    呂劍認為，這些問題的解決不僅將為納米材料的制備提供一套科學的方法和理論，加速納米材料的應用和開發(fā)，也能為納米催化劑產業(yè)化和市場化奠定基礎。建議相關行業(yè)克服制約因素，不斷完善現有納米催化劑的制備技術，開發(fā)納米催化劑的工業(yè)化生產設備，盡可能地拓展納米材料的催化應用領域，努力實現納米催化技術的工業(yè)化。