化工催化剂研制开发的建议□李定一 １．加强环境保护催化剂的研制，促进其产业发展
１．加强环境保护催化剂的研制，促进其产业发展 环境保护的重要意义已被人们普遍认识，各国政府越来越重视，大力支持环保催
环境保护的重要意义已被人们普遍认识，各国政府越来越重视，大力支持环保催化剂的研究。环保催化剂是８０年代以来发展最快的一类催化剂。预测２０００年世界环保催化剂销售额要占到全世界催化剂总销售额的一半甚至超过一半。 我国环保形势严峻。每年排放的烟尘、二氧化硫、一氧化碳分别都在千万吨以上，
我国环保形势严峻。每年排放的烟尘、二氧化硫、一氧化碳分别都在千万吨以上，氮氧化物百万吨以上。我国汽车不算多，足以使城市严重污染，交通干道和主要路口有害物质浓度超标。北京的汽车近百万辆，然而与有５００万辆汽车的城市污染程度处于同一水平，由此概知我国环境污染的严重程度。我国环保催化剂的研制开发要以此为目标。 环保催化剂重点是研制、生产用于汽车尾气处理的工业催化剂，洁净空气燃料添
环保催化剂重点是研制、生产用于汽车尾气处理的工业催化剂，洁净空气燃料添加剂合成新催化剂，用于除去氮氧化物、硫氧化物的催化剂，新型烷基化催化剂，治理各类有机废气的催化剂，开发少废无废过程所需催化剂，以适应日益严格要求的环保形势。 ２．化肥催化剂
２．化肥催化剂 我国化肥工业现在的特点是装置规模“大中小并举”，原料路线多样化，工艺条
我国化肥工业现在的特点是装置规模“大中小并举”，原料路线多样化，工艺条件差别大。就原料而言，天然气为原料制合成氨最合理，但供应不足；煤资源丰富，但较普遍使用的无烟煤因产地集中，运输困难，运价高。而更多的烟、褐煤因技术原因尚不能较好地利用；以油为原料，供应紧张，油价高，特别不宜用轻油制氨。根据这种情况主要是研制开发适应扩大煤种和充分利用煤及煤制合成气资源的合成氨新工艺所需系列新催化剂和净化剂；以天然气为原料的合成氨低水碳比工艺系列新催化剂，以降低能耗，进一步提高行业技术水平；研制用量较大的高温变换无铬催化剂，以消除铬对人体的危害和对环境的污染。 ３．有机合成、精细化工、高分子聚合催化剂
３．有机合成、精细化工、高分子聚合催化剂 这类催化剂品种极多，一个产品，一种工艺，一种催化剂。每种催化剂用量相对
这类催化剂品种极多，一个产品，一种工艺，一种催化剂。每种催化剂用量相对较少，制备技术一般较复杂。另一方面，我国原料、原材料、中间体，总的讲供不应求，质量不够好，品种较少，难以形成系列，有很多还依赖进口。行业技术水平较落后，创新能力较差。因此，研制开发的重点应为以下几方面： （１）加快新型多效高分子聚合催化剂的研制开发，扩大应用，为有无限广阔使
（１）加快新型多效高分子聚合催化剂的研制开发，扩大应用，为有无限广阔使用前景的高分子材料领域提供更多的原材料，提供各种功能性的新产品。聚烯烃在高分子材料中最为重要。因此，相应的配位聚合催化剂的发展一直是重要方向。高效载体催化剂使聚烯烃工业面貌为之一新。现在，国外极为重视并投入巨大人力、财力研究开发的茂金属催化剂，正在酝酿着聚烯烃工业新的技术革命，应引起我们的高度重视。 （２）低碳饱和烃和烯烃芳构化及重芳烃轻质化得到轻芳烃的各种新工艺所需催
（２）低碳饱和烃和烯烃芳构化及重芳烃轻质化得到轻芳烃的各种新工艺所需催化剂；低碳饱和烃催化脱氢和选择性氧化等催化剂的研究开发，以扩大有机原料来源。 （３）大力加强重要有机产品、精细化工原料及中间体制备催化剂的研究开发，
（３）大力加强重要有机产品、精细化工原料及中间体制备催化剂的研究开发，大力增加新产品及系列产品，特别是功能性产品，提高行业技术水平和经济效益。 ４．煤化工、碳一化工新型催化剂
４．煤化工、碳一化工新型催化剂 我国煤炭资源丰富，发展煤化工、碳一化工是合理利用资源，使我国燃料、化工
我国煤炭资源丰富，发展煤化工、碳一化工是合理利用资源，使我国燃料、化工原料结构趋于合理的长远战略。当前催化剂研制开发的重点是含氧化合物合成催化剂，首先抓住甲醇合成及其重要下游产品合成的新型催化剂、煤制合成气制备重要产品的新型催化剂，以适应我国煤化工、碳一化工发展，逐步形成具有我国特色的现代煤化工、碳一化工体系的需要。 ５．新催化材料的研制及应用
５．新催化材料的研制及应用 新催化材料是制备新型催化剂的物质基础。工业催化剂开发的历史经验证明，新
新催化材料是制备新型催化剂的物质基础。工业催化剂开发的历史经验证明，新型催化剂、新催化工艺的出现往往是以新催化材料的开发为先导的。研究新催化材料的目的，一是寻找特定反应所需新的或改进的催化剂；二是了解原材料的选择和催化剂制备过程与成品催化剂的组成、结构和性能之间的关系；三是通过降低原材料或制备过程的费用降低催化剂的成本。新催化材料的研究一直受到重视，是活跃的领域。美国国家研究委员会、化学科学与技术部和催化科学技术新方向专家组将新催化材料的研制列为发展催化剂科学前沿的机会之首。中国科学院化学部也曾建议将其列为国家重点支持的内容。 新催化材料包括全新的材料和改进的现有材料两方面，其研究范围极为广泛。分
新催化材料包括全新的材料和改进的现有材料两方面，其研究范围极为广泛。分子筛、杂多酸、固体超强酸、固体超强碱、无机复合材料、膜催化材料、层间化合物、超微粒子材料等；氧化钛、新型氧化铝、新型氧化硅及其与其它氧化物的复合物；均相催化剂和生物催化剂固载化材料等等都是研究的热点。国内研究范围不少，有的甚至超过以上内容范围。问题是如何研制开发有我国特色的新催化材料、新制备工艺，如何使新开发的催化材料推广应用，以达节能降耗、改进工艺，提高行业技术水平的目的。 ６．酶催化
６．酶催化 酶催化是催化科学的前沿，它已应用数千年。自７０年代发现内切酶在重组ＤＮ
酶催化是催化科学的前沿，它已应用数千年。自７０年代发现内切酶在重组ＤＮＡ过程中的重要作用揭开了现代酶催化的历史。酶催化与一般催化相比具有反应条件温和，一般在常温、常压、合适的ｐＨ条件下进行，高催化效率，对反应的专一性，节约资源、能源，对环境友好，是一种无废或少废过程，产物可生物降解等优点。但酶是一种蛋白质，易受热，受某些化学物质及杂菌的破坏而失活，对反应条件如温度、ｐＨ范围要求严格，因此其应用范围特别是工业应用受到限制。然而，酶催化在医药、化工、食品、农业、环保等领域有无限广阔的应用前景，一直吸引人们探索、研究，它是新技术革命的最新技术之一。酶约有２０００多种，而工业应用的约五六十种。当天然酶不能满足所需各种化学反应时，就要合成特别需要的、事先设计的酶，这是酶催化要解决的重要课题。 酶的催化作用主要取决于酶的活性中心和底物的相互作用。为了保持酶的催化活
酶的催化作用主要取决于酶的活性中心和底物的相互作用。为了保持酶的催化活力，除严格控制反应条件外，研究工作者千方百计使酶固定化，以增加酶的稳定性，延长寿命，便于分离，并能反复使用，使工艺过程连续化。所以，研究酶的固定化与生物反应器是另一个重要课题。 酶在医药领域应用最多、最有成效。８０年代后期以来出现了从医药领域转向大
酶在医药领域应用最多、最有成效。８０年代后期以来出现了从医药领域转向大宗化工产品和其它精细化工产品的苗头。所以，扩大酶催化的应用是人们追求的方向。 ７．催化剂研制开发与化学工程结合
７．催化剂研制开发与化学工程结合 过去我们研制催化剂基本上与化学工程没有多少联系而单独进行，其原因一方面
过去我们研制催化剂基本上与化学工程没有多少联系而单独进行，其原因一方面是７０年代以来大批催化剂国产化就是先提出任务，研制出催化剂去适应引进装置，适应现有的工况条件。其他方面的催化剂研制工作也类似；另一方面我国化学工程比较薄弱，特别是催化剂研究者对化学工程不很熟悉，又无有力的机制使二者结合起来，所以长期以来如何使催化剂的研制开发与化学工程密切结合没有较好解决。 一种新催化剂的研制开发应根据其各种特性参数来设计、制造相应的反应器，确
一种新催化剂的研制开发应根据其各种特性参数来设计、制造相应的反应器，确定优化工艺条件，这样才能充分发挥新催化剂的作用，达到更佳的技术经济指标。 现在催化与化学工程相结合的典型是催化与分离相结合，这是开发催化新工艺及
现在催化与化学工程相结合的典型是催化与分离相结合，这是开发催化新工艺及其催化剂的方向。催化与传统分离过程结合发展起来的催化蒸馏和与新的膜分离结合发展起来的膜反应器催化都是研究开发的热点，发展十分迅速。预计对今后催化技术和化学工程有巨大推动作用，将会引起化学工艺技术的变革，应大力加强这方面的研究开发及推广应用。