纳米材料在石油化工中的应用进展

赵洪

摘  要：纳米材料结构上的纳米尺寸使得它们有很多优良的性能。纳米材料应用于石油化工领域中，使石油化工行业取得了飞速的发展。综述了纳米材料在石油化工行业中的广泛应用，并对其在石化领域的应用前景进行了展望。

关键词：纳米材料石油化工;应用进展;润滑油

在21世纪，随着科学技术的飞速发展，纳米技术与生物技术和信息技术一起被称为伟 大的三项发明，自20世纪80年代开发出纳米材料，便成为各国关注的热点和焦点。纳米技术是主要研究在0.1 ～ 100 nm结构范围内，用单个的分子、原子来制备产物的技术U-2。石油化工是随石油炼制工业的发展而出现的新兴产业，随着科技的发展与进步，石油化工产业逐渐成为不可或缺的重要支柱产业及经济发展的重要推动力。石油化工产业技术密集，经济总量大，产业关联度高，产品广泛应用于人民生活、国民经济、国防科技等各个领域。随着纳米技术在石油化工领域的应用，推动石油化工研究取得了巨大的成效，因此，加强对纳米技术在石油化工领域中发展的研究具有非常重要的现实意义。

一、纳米材料的结构与性质

1、纳米材料的结构

范围都极为细或微小，比分子表面积总和还略大，表面原子比例往往更高，具有许多其自己独特性质的表面电子物质的微观运动与分布状态、表面效应现象和宏观量子体积效应，表现出有许多宏观尺度的微观量子隧道效应现象和微观量子尺寸效应，这些纳米化学结构功能表面上所独一无二的纳米物理特点也就会使这种纳米材料本身则具有着其他很多方面更为优良及卓越的特性。

2、纳米材料的性质

（1）强化力学反应性质：纳米材料晶粒间的最小粒径通常均为亚纳米级，性质也往往为非常的稳定与活泼，有许多为很的高强韧度的超弱化学反应的性质。如在高温空气介质条件中纳米级粒径以下的金属材料晶粒中可以立即地发生剧烈高温下氧化的腐蚀化反应，剧烈的氧化作用的主要结果就是伴随反应的金属表面有了强烈氧化发光现象及氧化燃烧等腐蚀现象发生等;例如将45纳米或nm级别以下的金属TiN纳米的晶粒在高温空气环境条件中受热分解即经可燃材料灼烧就可得金属TiO纳米晶粒。（）表面催化的表面性质：纳米粒子表面比分子表面积要稍略大、表面结构上的原子配位不足等许多特殊物理性质均可以诱致使同时存在与其表面催化分子表面区域内的原子活性中心浓度显著或增多，从而将会促使其他一些纳米粒子变得更加地具有其表面的催化表面活性。纳米粒子催化剂如果体内没有孔隙纳米催化剂，可完全通过直接反应方式加入到反应体系，不必另采用其他外源参加载体。另外，纳米粒子催化剂制成的催化剂表面通常也变得比较的均匀与粗糙，可以在短期内显著地扩大可催化的反应面积。（3）纳米的光催化还原反应的性质：纳米材料表面上可以同时充分的吸收到各种有机光能，使纳米材料表面对于其有机的表面氧化分解与催化还原反应作用能力将进一步大大增强，从而同样也大大有利于进行光电与催化的还原反应。粒径尺度范围越是窄小，光催化性反应也越强，反应后升温氧化速度就将相对越快。此外，纳米材料表面通常特性还要求纳米材料具有较高的表面比释热、高表面比释塑性、高硬.度、高导电率能和高极高铁磁化率能等另外一些较优异的表面物理化学特性。随着未来科学家们对优异纳米材料性能进行的更进一步深入的深入和分析与研究，相信在将来我们还会看到逐渐会有更多新的优异的纳米材料的优异性功能也被我们呈现出来了出来"。

二、纳米材料在石油化工中的应用

1、催化剂

在当今进行各种石油天然气产品提炼、化工原料等的研究生产与应用开发及相关化工合成材料的研究生产开发.使用等过程中，都极可能都需要通过大量研究加入的新型合成催化剂技术应用来以显著的提高各种石化研究生产开发综合运行效率和社会效益及企业综合规模经济效益，催化新技术材料研究应用技术也是成为当前我国石油化工技术研发生产和研究工作的技术核心。随着全球工业经济技术全球化浪潮的持续进一步地高速深化与深入发展，石油化工领域范畴内相关的一系列高性能的催化与新材料及其研究手段也同时都一直在继续进行和不断地进行发展科技进步技术与高新技术产品的创新，并都必将有效推动促进中国在石油化工领域产品上的持续清洁地生产能力及使用效率都得到持续大幅度有效地的提高B8-9纳米粒子催化剂对化学反应的大多数催化反应，如催化还原氧化反应、裂解反应、还原及加氢反应中都能发现有着相对较高的比例的催化剂选择性含量和催化剂活性。纳米催化剂正因为它们自身的复杂稳定的纳米物理性质特点也决定了它其催化反应的选择性谱率和化学活性度均会比许多常规或传统无机金属催化剂材料都会要有明显差别高出几倍得乃至要的多，因此我们说它至少还在我国未来在石油化工领域中将会有着其更加的广阔与深远的潜在商业化及应用市场发展前景。

2、润滑油添加剂

納米润滑油体是指一种通过运用超纳米加工技术而可使纳米原润滑油分子结构形式发生了显著地改变的新型超高纳米纯化的石油产品，以超纳米原润滑油体作为油带载而得到日益广泛有效地工业应用。体因可以同时把由各种新金属组成的超纳米小油分子直接地带载到各种金属表面中而逐渐发挥起了其的最优良作用。

3、塑料

塑料产品是指我国各种典型特殊用途制成的各种新型的石油化工产品，在国内整个及国民经济系统等社会各个特殊经济领域用上塑料的各种产品及应用领域均变得十分地迅速而广泛，但是较于普通工业用途而言的塑料产品则一般要求不需耐高温，且其产品本身抗剪、抗挤压力能及其表面耐磨性则很差。将改性纳米CaCO，和改性ZnO等添加于助剂添加到改性塑料的产品过程体系中，可使其该改性产品结构上的可拉伸的强度特性和结构致密性等均可以明显和程度的得到了很大地改善，还将同时又可使其该产品过程自身的具有了诸如抗老化、杀菌防腐等良好的化学特性。

三、结束语

随着纳米材料和纳米技术在石油化工中的应用及其潜力的展示，纳米材料和纳米技术的研究越来越受到人们的重视。尽管在石油化工领域的应用前景非常好，但实际应用过程中还有许多问题需要解决。

参考文献：

[1]李卫红、纳米技术在石油化工催化剂领域的研究进展。化工管理，2019， （5） ：95。

[2]钱伯章. 纳米材料技术在石油工业中的应用[].合成材料老化与应用，2020，42（6） ：64 - 66。

[3]柯杨船，魏光耀.纳米材料在石油天然气田开发中的应用进展[D].油田化学，2018.25（2） ：189 - 192。