鲁东大学学士学位论文
胶体的密封性能。制造红外屏蔽人造纤维、抗紫外线辐射人造纤维、高介电绝缘性能优越的纤维等。作为高性能通讯材料光导纤维的主要原料[9]，用来制造电子工业的重要部件、光学仪器，也用来制成高级工业品和眼镜片等。作为纳米陶瓷、复合陶瓷基片等，可提高陶瓷制品的韧性、光洁度[10]。
1.3非均相催化剂
1.3.1催化剂在国计民生中的作用[11]
催化剂是影响化学反应的重要物质，是开发许多化工产品的关键。据最新统计，化学物质的种类正呈指数倍增加[12]，其中大部分是近20年发现和合成的。与能源、材料和信息相关的产业是当代社会最大最基本的三大支柱产业。石油化学工业与其中能源和材料产业密切相关，与一个国家综合国力的强弱和人民生活水平的的提高有着很深的必然联系。目前，世界生产催化剂的主要大型企业约100余家，主要分布在欧美国家。就催化剂的产量与相关产品数量相比，催化剂本身所占的比例是很小的，所以，工业催化剂是小产量而高附加产值的特殊精细化学品。另外，许多重要的石油化工过程，如果不用催化剂，其化学反应速率非常缓慢，甚至有时无法进行化学工业生产[13]。而如果我们在化学生产中采用催化剂，那么化学反应速率会得到很大的提高，广辟自然资源，促进技术革新，甚至可以大幅度降低生产成本，提高产品质量，可以提高化工生产过程的间接经济效益。
随着社会发展，防止环境污染，保护人类赖以生存的环境，大气、水、土壤是一项刻不容缓的任务。这就要求我们尽快研究出无污染排除的新工艺，改造现有的技术不完善、有有缺点的工艺，并且要致力于开发治理废水、废气、废渣等过程和催化剂，因此，催化剂越来越重要，没有催化剂就没有近代的化学工业，可以说催化剂是现代工业的基石。催化剂可以带来很大的社会效益，还将为推动人类社会的可持续发展做出贡献。
1.3.2均相催化剂的功能特点
均相催化剂最大的优点就是其催化的机理易于在实验室表征，其催化活性高于非均相催化剂。这是因为均相催化剂可以与反应介质互溶，分子间分散的很均匀，相间的扩散不会对其产生很大影响。均相催化剂最大的缺点就是催化剂难以回收分离。由于均相催化剂的这种与反应介质互溶的特点，就对解决催化剂分离、回收、再生的化学工艺提出了很高的要求。例如，羰基合成法生产高级醇，虽然其生产历史久远，但是一直没有一种可以解决其催化剂分离回收的方法，仍然是科研工作者今后研究的重点。另外，均相配合物催化剂所用的中心金属大多是一些比较少的贵重金属，比较昂贵，而且国内资源缺乏。再者。均相配合物催化剂的热稳定性很差，限制其温度提高，反应转化率很低，催化剂消耗量很大；最后，很多催化剂对金属反应器腐蚀严重。
1.3.3非均相催化剂的功能特点
固体非均相催化剂在化工生产中应用最广泛，优点是：气液相产物易于固体催化剂分离，仅仅采用过滤的方法就可以达到，操作简单易行。再者，简单的设备条件和操作就可
2
鲁东大学学士学位论文
以满足其催化过程；最后，催化剂耐热性能好，产品质量高，过程易于控制。缺点是：多相参加的化学反应机理很复杂，扩散、吸收、吸附等因素对反应速率、过程机理等方面产生重要的影响。对其化学生产过程的分析变得很困难。
1.3.4非均相催化剂的发展前景及要求
20世纪80年代末，我们对催化剂制备技术的要求是高催化活性、高选择性、高强度、高寿命、制备可重复、生产成本低、加工步骤合适等。而90年代末我们对催化剂制备技术的要求是服从全球性目标。21世纪[14]我们对催化剂的要求是催化科学和人类的保健、食物供应、能源和新材料四个方面密切相关，集中强调要为全球经济增长和可持续发展的目标而努力，突出的重点问题是“环境经济问题”。
1.3.4.1催化剂生产过程经济上的改进[15]
要求催化剂表面有均匀的活性位，对活性位更容易进行化学处理和热处理，同一催化剂床层具有多重功能。
1.3.4.2环境保护
考虑用惰性固体代替腐蚀性或易挥发的催化剂，提高催化剂的选择性，减少不必要的副产物，提高催化剂的而选择性，疏水性的催化剂不易造成污染源。
1.3.4.3更多采用固体催化剂
降低生产成本，使用酶催化技术[16]，采用对立体结构化合物有选择的催化剂。更好的组合催化剂在化工生产工艺中的作用，包括使用沸石及开发各种新型催化剂。
1.3.4.4未来展望[17]
从全球来看，进入21世纪后催化技术对石化工业的发展和经济增长的提高仍有至关重要的作用，例如，新反应过程的开发、新产品的开发、新工艺过程的开发、清洁生产技术的开发、生产清洁产品技术的开发以及企业经济效益的优化等，都与催化剂技术的进步和创新密切相关，其中核心部分是催化剂的研究和生产技术的进步与创新。苄基甲苯是一种性能优良的全膜高压电力电容器用新型浸渍剂，具有
[1，2]
很大的发展前景。
1.4溶胶-凝胶法[18]
日本科学家Sugimoto在上世纪90年代发展起来的溶胶-凝胶法（Sol-Gel）[19]，是制备单分散金属氧化物颗粒的新工艺。其原理就是以高度浓缩的金属醇盐凝胶为基质，通过对
3
鲁东大学学士学位论文
其溶解-再结晶处理后，长出的高度分散的金属氧化物颗粒[20]。溶胶-凝胶法的基本原理是：将金属醇盐或无机盐经水解直接形成溶胶或经解凝形成溶胶，然后使溶质聚合凝胶化，再将凝胶干燥、焙烧出去有机成分，最后得到无机材料。溶胶-凝胶法包括以下几个过程：（1）水解；（2）单体发生缩合和聚合反应形成颗粒；（3）颗粒长大；（4）颗粒团聚，随后在整个液相中形成网状结构，溶胶变稠形成凝胶。
在溶胶凝胶的过程中，可以控制溶液的PH、溶液浓度、反应温度、时间。通过改变这些主要参数可以制出粒径小、粒径分布窄的纳米微粒。
2实验部分
2.1仪器与试剂 2.1.1仪器
马弗炉
箱式电阻炉（SX2-5-12 天津市中环实验电炉有限公司） LE438PH计（梅特勒-托利多（上海）有限公司） 电子天平（DHAUS 上海奥豪斯有限公司）
气相色谱仪 SP-6890 型（柱温：170℃，检测：290℃，汽化：290℃） 气浴恒温振荡器（ZD-85A）
电热鼓风干燥器（上海跃进医疗器械厂） 量筒
磁力加热搅拌器
2.1.2试剂
稻壳
硝酸（莱阳经济技术开发区精细化工厂） 氢氧化钠（莱阳经济技术开发区精细化工厂） 甲苯（烟台市双双化工有限公司）
氯化苄（莱阳经济技术开发区精细化工厂） Fe(NO3)3·9H2O(天津金汇太亚化学试剂有限公司 ) 自制去离子水
4
鲁东大学学士学位论文
2.2非均相催化剂的制备 2.2.1稻壳的处理
先将稻壳磨成粉末，取适量稻壳放入大烧杯中，用蒸馏水进行清洗，倒掉上层混浊液体部分，用以除去稻壳中混入的大量泥沙、杂质，重复洗涤数次，最后用蒸馏水浸泡洗涤数次后倒掉上清液，将洗干净的稻壳倒入盘中放到干燥箱中进行干燥处理。
将干燥好的稻壳从干燥箱中取出，取适量放入坩埚中，然后把坩埚放入马弗炉中700℃烧5h，坩埚冷却后取出。得到白灰，如有燃烧不完全则放入马弗炉中重复燃烧。将得到的白灰用1mol/L的NaOH浸泡处理24h，过滤，再用去离子水洗至中性，然后将处理好的样品放入110℃干燥箱中干燥一夜。记为RHA。
2.2.2硅酸钠溶液的制备
取一干净密封性良好的塑料瓶，加入5gSiO2粉末，再加入250ml，6mol/L NaOH溶液，在气浴恒温振荡器中震荡12小时，取出后待用。
2.2.3铁掺杂非均相催化剂的制备
2.2.3.1不同Si/Fe的催化剂的制备
准确量取10ml制得的硅酸钠溶液，加入到干净小烧杯中，另用电子天平称取不同质量的Fe(NO3)3·9H2O，放入另一烧杯中，并用一定量的3M的硝酸溶解，再将溶解后的Fe(NO3)3·9H2O溶液倒入硅酸钠溶液中，最后用3M的硝酸滴定混合溶液至PH在5-6之间。最后将混合物放于常温下熟化4天，记录3mol/L硝酸的使用量。
熟化四天后，将样品进行抽滤，并用去离子水进行洗涤，最后将抽滤的样品放入110℃的烘箱中烘干24h，最后取出催化剂研磨，备用。
表一 不同不同Si/Fe比制得的催化剂（室温）
Si/Fe的影响
Si/Fe
5 10 15 20 25
PH 5.6 5.06 5.31 5.42 5.46
Na2SiO3/ml 10 10 10 10 10
Fe(NO3)3．9H2O/g
0.2726 0.1357 0.0906 0.0679 0.0544
3MHNO3消耗量/ml
16 16.3 16 17 17
产物质量/g 0.4768 0.1719 0.1720 0.1626 0.1433
2.2.3.2不同PH的催化剂的制备
实验步骤：在整个实验过程中控制Si/Fe比为10：1，为一定量，准确量取10ml制得
5