阐述催化领域里对新型炭材料的运用及进展 摘要：新型炭材料的出现极大的解决了各行各业在发展中对碳材料的使用需求，同时在催化领域中新型炭材料的使用也多有建树。因此，本文将针对新型炭材料在催化领域内的运用与进展进行简要分析。关键词：ACF（活性碳纤维）；新型炭材料；催化剂引言：碳材料具有良好的物理、化学性质，在工业发展中常被用作催化剂或催化剂载体。以此为基础，做好新型炭材料在催化领域中的运用、发展研究，有助于提高新型炭材料利用价值，促进催化领域健康发展。（一）新型碳材料在催化领域中作为催化剂的具体运用1、催化氧化脱氢反应分析该反应主要特点即放热，要想确保化学反应科学性、可行性，氧化剂可采取铁、钴等混合氧化物配置，但实际使用时混合氧化物会被诸多因素制约，如金属催化剂稳定性差、污染严重等，所以为了实现催化氧化脱氢反应绿色、清洁发展目标，应做好新催化剂研发、运用，以此将金属催化剂替代。2、催化氧化还原反应分析新型碳材料研发期间，发现氮掺杂介孔碳是多孔结构，内部富含氮、氧等杂原子，能使AC赝电容、电催化等性能明显改善，且在碱性条件下的AC表现出的氧还原活性、稳定性相对较强。所以，在环保、可再生催化材料选用中可以氮掺杂介孔碳为主，且燃料电池等新领域中其依旧具有较大能效。同时，制备该材料时若选用ZnCl2时，可将石墨型、吡啶型等氮物质镶嵌到碳分子骨架上，此时材料的氧化还原活性、稳定性会明显提升，该材料被氨气处理后，还可使材料表面氮官能团个数变多，同时将材料表面氧官能团位置占据，由此提高了材料吸附力及氮掺杂介孔碳催化活性、选择性，且投入催化氧化还原反应使用时的催化性能十分突出。3、其它化学反应中新型碳材料的运用除氧化反应等中可以使用新型碳材料外，酯化反应、氢-氘交换反应也可运用。研究发现，以传统制备、运用新型碳材料的经营为基础，合成乙醇胺衍生物与Zn2+、Cu2+等配合物及二胺衍生物和Zn2+、Fe3+、Cu2+配合物，探针材料选择4-氨基安替吡啉等实施化学反应，观察结果发现此类配合物催化活性较高，能回收利用、减少化学反应成本、改善化学反应效率等。1将-SO3H基融入AC表面，在甲醇、2-甲基丁烯-2-烯反应生成甲基叔戊基醚反应中发生作用后，可发现-SO3H基数量对催化性能造成影响，比较可知，新型炭材料催化剂具有更好的热稳定性，且制造成本低廉、反应效果好。所以，做好碳材料催化剂的改性，将提高催化反应效果。（二）新型碳材料作为催化剂载体时在催化领域的运用1、合成氨反应的运用现代合成氨工业催化剂以第二代钌基氨合成催化剂为主，而钌催化剂载体可选择炭替代，如采用乙腈充当碳源和氮源，经化学气相沉积法完成碳掺杂碳纳米管制备。图 1 各 u/NCNT 催化剂上氨合成反应活性氮掺杂碳纳米管和没有掺杂碳纳米管的材料比较后，在负载Ru催化剂上催化合成氨的反应活性更强，在650时制备掺氮碳纳米管负载Ru催化剂的活性最好，其主要受到载体内氮掺杂与管壁石墨化综合作用影响。研究钌基氨合成催化剂时，若条件一致，载体将氧化物换成C60后的钌基氨合成催化剂活性更高；接着在CNTs负载的钾促进的钌基催化剂中显现的催化活性更加突出。另外，CNTs负载的钌基催化剂明显比活性炭及石墨等负载的氨合成反应中效果更好。如在钌基催化剂活性比较中，选择钾促进CNTs负载明显比其他载体负载的催化活性提高了73倍，原因有二：CNTs表面积大，能让金属分散效果提高；该载体特殊的电子特性能改善钾原子中电子朝钌原子转移效率；氧、氧化物等杂质吸附在活性炭等载体表面，对促进剂产生了消耗作用，迫使催化剂催化活性下降。（催化剂上氨合成反应活性见图1）22、催化脱氢反应分析碳材料存在孔径大、表面积大等特点，能使活性金属分散度提高，且材料表面酸/碱性位、含氧官能团对催化剂在催化反应中的效果产生了直接影响，而且材料表面氧基团分布状况对金属粒子分散状况产生了直接影响，且获得的催化剂反应活性效果不同。经研究，在环乙烷脱氢反应时使用制备的20%Ni/AC时，如果催化剂采用0.5%做标准加入Pt，将使析氢速率提高15倍，和0.5%的Pt/AC比较发现，该双金属催化剂可使析氢能力提高60倍，所以选择碳材料充当催化剂载体，合理对金属催化剂比例、成分调整，将使催化氧化反应效率提升。研究异丁烷催化脱氢化学反应发现，将CuO、K2O加入碳材料后，可改善Al2O3/Cr2O3催化剂活性与抗积碳效果；Cr2O3在材料内呈现分散状态，加入CuO及K2后将使催化剂酸碱性发生变化，从而提高了催化剂活性及稳定性等。3、催化还原反应NOX气体与有关的有害污染物质对环境造成了严重影响，所以，在该问题处理中，可选择碳材料充当催化剂载体，完成对NOX污染物质的还原降解，而且在燃料电池等领域选择碳材料充当催化剂载体的方式也得到了大量运用，且在保护环境、净化污染物方面的效果突出。研究发现，在NO催化还原反应时加入Pd/AC，当选择50400环境下使用此催化剂时获得的化学反应活性最大，且在反应温度控制在300期间此物只化学反应失活率最小，其原因时“此物质在催化氧化反应中活性位上的NO被氧化，以碳还原为基本完成了CO2的释放，使Pd/AC对NO的离解、吸附效果提升”，此时能防止催化剂失活，可使碳材料充当催化载体的还原反应效率明显改善。3结束语：总之，鉴于新型炭材料具备稳定性高、活性好、效率高、成本低廉等使用特点，在催化领域必将得到广泛运用。所以，做好新型碳材料制作、应用技术的研发、完善，才能改善新型碳材料结构及应用价值等。参考文献：1二维晶体MXene的制备及催化领域的应用研究进展J.郑会奇,陈晋,李延军.硅酸盐通报.2018(06):1908-19132C60自组装新型碳材料的制备与应用研究进展J.关磊,徐志远.化工新型材料.2017(10):1-33熔盐体系组成对二氧化碳电化学合成新型碳材料形貌影响J.李志达,李金莲,吴红军.化工进展.2019(09):4174-4182-全文完-