催化技术与环境保护.ppt

一、环境现状v 黑瘴蔽日唉声多, 鸟语花香忆中落. 伴云之势拔地起, 条条乌墨汇成河. 不见先者此番活, 只看后人这般做. 待得梦里相遇时, 惟恐家园成过客。二、空气污染与催化技术v光化学烟雾又称光化学污染参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成浅蓝色有刺激性的烟雾污染现象叫做光化学烟雾。汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx）等一次污染物，在阳光的作用下发生化学反应，生成臭氧、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯（PAN）等二次污染物。v 环境污染是全世界都在关注的焦点问题。仅美国一个国家，每年就会产生5.4亿吨有毒固体和液体废物，其中相当大的一部分渗透到土地里，染污了地下水和表面水。科学家们已发展出生物化学和物理化学等方法来消除这些有害物质，但这些方法投入大、处理周期长，降解率低，特别是对非生物降解的有毒、有害物质如二恶英等无能为力。相对廉价的二氧化钛光催化剂在紫外光的照射下就能去除这些污染物，也不会产生有毒的副产物，因此对它的研究一开始就受到科学家们的高度重视，一些科学家将这一研究称为阳光工程。v HondaFujishima效应 1972年，当时还在读博士的Fujishima和Honda在研究半导体氧化物对光的反应时，第一次发现了二氧化钛的光催化效应，即在一定的偏压下，二氧化钛单晶在光的照射下能将水分解成氧气和氢气。三、绿色催化技术v传统催化技术： 传统的氧化剂如K2Cr2O7/KMnO4等应用了100多年，副产有害的无机盐。 烷基过氧化物ROOH作氧化剂也有40年以上的历史，副产的醇类化合物也成为有机废弃物，对环境不友好。 浓H2SO4等具有良好的催化性能，但是使用后难以处理，或多或少地对环境造成污染。v绿色催化技术： 酶催化：酶是存在于生物体内具有催化功能的蛋白质。酶反应选择性好,大多数酶具有高度的专一性,能迅速专一地催化某一基因或某一特定位置的反应;酶催化反应效率高,酶的催化效率比一般的化学催化剂高106到1013倍;酶反应条件温和、控制容易、副反应少、环境污染小。尤其是在20世纪70年代提出了酶的固定化技术后，酶在化工生产中的作用与日巨增，在绿色催化中扮演着重要的角色。v纳米催化技术：纳米科技是以0.1-100纳米这样的尺度为研究对象的前沿科学,它为人类揭示了一个分子原子世界。由于纳米材料具有不同常规的性能,因而纳米催化剂的催化活性和选择性都大大优于常规催化剂。例如日本已有人在实验室研制成功自洁玻璃,这种新产品的表面上涂有一薄层纳米TiO2,在光的照射下任何沾污在表面上的物质,包括油污、细菌由于纳米TiO2的催化作用,使这些碳氢化合物质进一步变成气体或很容易搽掉的物质。 四、结语v 保护环境的重点在于进行工业上的变革，而工业的重大变革、技术进步大多都是随着新的催化材料或新的催化技术而产生的,要发展环境友好的绿色化学,就要大力发展绿色催化技术。v 绿色催化技术也可以直接应用到人们的生活中去来达到保护环境的目的。环境保护工业变革绿色催化生活应用