中国粉体网讯 纳米粒子独特的晶体结构及表面特性，使其催化活性和选择性大大优于传统催化剂，成为富有活力的新兴研究领域。国际上将纳米粒子催化剂称为第四代催化剂，可见其有着广阔的发展前景。目前国内外纳米催化剂的制备和应用已取得不少成果，并逐步应用于工业生产。在中国化工学会年会纳米材料制备与应用论坛上，纳米催化剂在加氢、氧化、还原、聚合、电化学、能源等方面的应用研发非常活跃。
合成气甲烷化制天然气甲烷化工艺将煤制合成气在高温高压和催化剂作用下转化为天然气。在该工艺过程中，积碳和烧结成为催化剂活性降低的两个主要因素。
成熟的工业化甲烷化技术普遍采用固定床甲烷化反应器，如何有效控制反应区域的温度是甲烷化工艺难点之一。与固定床反应器比较，流化床反应器特别适合应用于强放热的甲烷化反应，可有效防止催化剂的积碳和烧结。但催化剂磨损严重制约了其工业化进展。中科院过程工程研究所的科研人员通过催化剂结构设计，制备了易流化、高分散、高催化活性和高稳定性的甲烷化催化剂，可直接用于流化床反应器体系，为流化床甲烷化工艺发展提供了适用的催化剂。
甘油催化氧化制DHA由甘油选择性催化氧化制1，3-二羟基丙酮（DHA）是广受关注的绿色化学反应过程，采用贵金属铂可以在非碱性条件下有效催化甘油的伯位羟基氧化。此前大量研究表明，掺氮碳纳米管（NCNTs）是一种优良的催化剂载体，可提高铂催化剂分散度，而Bi作为一种重要的助剂则可促进甘油的仲位羟基氧化，显著提高DHA的选择性。但由于对Bi的作用机理目前仍不清楚，阻碍了催化剂的设计。
华南理工大学针对以上问题展开研究，用Bi对铂粒子的表面进行修饰，通过Pt-Bi催化剂与反应物之间的螯合作用，以及Bi作为吸附原子在铂颗粒表面形成的结构位阻效应，显著提升了DHA的选择性。这项研究可以指导高性能甘油选择性氧化催化剂的开发设计。
甲醇催化制芳烃随着甲醇来源的丰富，甲醇催化制备芳烃工艺（MTA）过程越来越受到关注。此前曾有科研人员采用离子交换法分别将Zn2+、Ga2+、Ag+引入ZSM-5分子筛，将其用于甲醇催化转化制芳烃反应。
分子筛催化剂的择形性是主要特征和关键，如果分子筛孔口太小以至于苯环无法通过，芳烃就不能从分子筛笼中脱附出来，意味着产物主要是烷烃和烯烃；如果分子筛的孔径足够大，那么产物中就会存在许多大分子芳烃。上海交通大学通过对制备温度和时间以及模板剂的跳变，开发出形貌可控且活性高、稳定性好的甲醇催化制芳烃分子筛催化剂。通过对不同催化剂进行考评后他们发现，分子筛催化剂在负载ZnO后，芳烃的选择性明显提高，这为高选择性催化剂的研发指明了方向。
电催化分解水制氢氢气被视为最理想的能源载体。与传统化石燃料制氢相比，电催化分解水制氢是可再生及环境友好的制备法。开发高效、可替代铂的价格低廉的非贵金属析氢电催化剂，是当前氢能源领域的研究热点。
在非贵金属电催化剂中，Ni及Ni基合金是最常用的析氢电催化剂，但和铂相比，其性能还存在较大差距。为了提高金属Ni催化剂的析氢电催化性能，北京化工大学结合硬软模板技术，以聚合物胶体晶体为硬模板，溶致液晶为软模板，并通过化学还原沉积法制备出具有三维有序大孔/介孔多级孔道结构的金属Ni电催化材料。物理表征和电催化析氢性能测试表明：该金属Ni电催化材料具有起始析氢过电位低、交换电流密度高以及电荷转移电阻小的特点，另外还具有良好的稳定性，在电催化分解水制氢方面具有很好的应用前景。
燃料电池用催化剂在能源领域，铂基材料是燃料电池技术中最主要、性能最优越的催化剂，但铂在地球上的探明储量很少，应用面临成本问题。
提高铂基催化剂性能的研究方向主要分为三大类：纯铂催化剂，主要通过调控铂颗粒的形貌，晶面来提高材料性能；铂合金催化剂，主要通过将铂掺入其他金属或其他金属掺入铂中制成合金来提高性能并降低铂的用量；铂/金属多聚体催化剂，制备例如核/壳结构的异二聚体，利用金属间的作用来提高催化剂的性能并且降低铂的用量。
为了降低铂基材料的成本，厦门大学选择银为载体，合成了空心结构的银/铂双金属纳米材料，具有优异的催化氧还原反应的性能与更佳的催化稳定性，可用作燃料电池阴极的催化剂。
合成气甲烷化制天然气甲烷化工艺将煤制合成气在高温高压和催化剂作用下转化为天然气。在该工艺过程中，积碳和烧结成为催化剂活性降低的两个主要因素。
成熟的工业化甲烷化技术普遍采用固定床甲烷化反应器，如何有效控制反应区域的温度是甲烷化工艺难点之一。与固定床反应器比较，流化床反应器特别适合应用于强放热的甲烷化反应，可有效防止催化剂的积碳和烧结。但催化剂磨损严重制约了其工业化进展。中科院过程工程研究所的科研人员通过催化剂结构设计，制备了易流化、高分散、高催化活性和高稳定性的甲烷化催化剂，可直接用于流化床反应器体系，为流化床甲烷化工艺发展提供了适用的催化剂。
甘油催化氧化制DHA由甘油选择性催化氧化制1，3-二羟基丙酮（DHA）是广受关注的绿色化学反应过程，采用贵金属铂可以在非碱性条件下有效催化甘油的伯位羟基氧化。此前大量研究表明，掺氮碳纳米管（NCNTs）是一种优良的催化剂载体，可提高铂催化剂分散度，而Bi作为一种重要的助剂则可促进甘油的仲位羟基氧化，显著提高DHA的选择性。但由于对Bi的作用机理目前仍不清楚，阻碍了催化剂的设计。
华南理工大学针对以上问题展开研究，用Bi对铂粒子的表面进行修饰，通过Pt-Bi催化剂与反应物之间的螯合作用，以及Bi作为吸附原子在铂颗粒表面形成的结构位阻效应，显著提升了DHA的选择性。这项研究可以指导高性能甘油选择性氧化催化剂的开发设计。
甲醇催化制芳烃随着甲醇来源的丰富，甲醇催化制备芳烃工艺（MTA）过程越来越受到关注。此前曾有科研人员采用离子交换法分别将Zn2+、Ga2+、Ag+引入ZSM-5分子筛，将其用于甲醇催化转化制芳烃反应。
分子筛催化剂的择形性是主要特征和关键，如果分子筛孔口太小以至于苯环无法通过，芳烃就不能从分子筛笼中脱附出来，意味着产物主要是烷烃和烯烃；如果分子筛的孔径足够大，那么产物中就会存在许多大分子芳烃。上海交通大学通过对制备温度和时间以及模板剂的跳变，开发出形貌可控且活性高、稳定性好的甲醇催化制芳烃分子筛催化剂。通过对不同催化剂进行考评后他们发现，分子筛催化剂在负载ZnO后，芳烃的选择性明显提高，这为高选择性催化剂的研发指明了方向。
电催化分解水制氢氢气被视为最理想的能源载体。与传统化石燃料制氢相比，电催化分解水制氢是可再生及环境友好的制备法。开发高效、可替代铂的价格低廉的非贵金属析氢电催化剂，是当前氢能源领域的研究热点。
在非贵金属电催化剂中，Ni及Ni基合金是最常用的析氢电催化剂，但和铂相比，其性能还存在较大差距。为了提高金属Ni催化剂的析氢电催化性能，北京化工大学结合硬软模板技术，以聚合物胶体晶体为硬模板，溶致液晶为软模板，并通过化学还原沉积法制备出具有三维有序大孔/介孔多级孔道结构的金属Ni电催化材料。物理表征和电催化析氢性能测试表明：该金属Ni电催化材料具有起始析氢过电位低、交换电流密度高以及电荷转移电阻小的特点，另外还具有良好的稳定性，在电催化分解水制氢方面具有很好的应用前景。
燃料电池用催化剂在能源领域，铂基材料是燃料电池技术中最主要、性能最优越的催化剂，但铂在地球上的探明储量很少，应用面临成本问题。
提高铂基催化剂性能的研究方向主要分为三大类：纯铂催化剂，主要通过调控铂颗粒的形貌，晶面来提高材料性能；铂合金催化剂，主要通过将铂掺入其他金属或其他金属掺入铂中制成合金来提高性能并降低铂的用量；铂/金属多聚体催化剂，制备例如核/壳结构的异二聚体，利用金属间的作用来提高催化剂的性能并且降低铂的用量。
为了降低铂基材料的成本，厦门大学选择银为载体，合成了空心结构的银/铂双金属纳米材料，具有优异的催化氧还原反应的性能与更佳的催化稳定性，可用作燃料电池阴极的催化剂。
