低温等离子体改性制备催化剂
文章出处：等离子清洗机厂家 | 深圳纳恩科技有限公司| 发表时间：2023-10-16
催化剂多用于改变化学反应速率，据统计约有90%以上的工业生产过程中使用催化剂，包括化工、石化、生化、环保等多个领域，催化剂的开发和应用，使得化学工业得到了飞速的发展。催化剂的研发是生产和科研的重要领域，低温等离子体技术是目前最为新颖和热门的催化剂制备方法之一。
等离子体是区别于固体、液体和气体作为物质的第四态，具有独特的离子效应、优良的导电性、显著的粒子集体运动行为等特点，广泛运用于材料、能源、冶炼、电子、环境等多个领域，在材料方面的应用最为广泛，包括材料合成和分解材料防腐蚀、材料表面改性等。
其中等离子体在催化方面的作用主要分为2个方面:等离子体催化剂的制备和等离子体氛围下进行的催化反应。等离子体制备催化剂主要分为以下几类：
（1）合成超细颗粒催化材料。大量研究表面，固体催化剂的催化活性主要由物质的比表面积和物质的相结构有关。超细颗粒由于具有大量的缺陷和大的比表面积，在催化领域大放异彩。近年来等离子体设备的发展使得制备超细颗粒变得简单，从而成为了研究热点。低温等离子体制备超细颗粒材料，由于反应温度较低而且处理速度快，使得大量的纳米粒子来不及生长，无法进行团聚，从而获得较小粒径的纳米粒子。
（2）催化材料表面改性。高速运动和高电子温度的等离子体，与待处理材料表面的化学键以及原子碰撞后，可以使材料本身的化学键断裂或者本身的原子被取代，从而产生缺陷，缺陷浓度的增加会提升催化活性。在低温真空环境下，可以实现对材料的掺杂，掺杂会改变催化材料的导电性、电子结构以及对催化反应中间体的吸附能。
（3）催化材料的失活再生。催化材料是降低反应所需活化能，不会直接参与催化反应。但是随着时间的推移，催化反应产生的副产物会附着在催化剂的表面，使其无发正常工作，大大降低了催化效率。在实际生活中，通常会通入还原性气体或者氧化性气体高温处理使表面的副产物剥离，但是高温处理会对催化剂的结构或者催化剂载体产生不可恢复的破坏。使用低温等离子体处理，等离子体处理后，可以使附着在催化剂表面的有毒杂质脱离，使得催化剂重新恢复活性且不损坏催化剂以及催化剂载体。
（4）辅助还原。催化单质金属材料的制备大多是由金属氧化物在高温氢气气氛下还原。但是处理所需的时间久而且温度较高，低温等离子体处理具有处理时间短而且在室温下就可以实现，而且制备出的单质金属的粒径较小，催化活性会优于大粒径的金属单质，低温等离子体极有可能代替如今的高温热处理还原法。
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