淺談材料在化學工程中的重要性

摘要：材料是人類生存和發展的物質基礎，也是一個國家綜合實力的重要標志，材料與信息、能源并列為現代科學的三大支柱。在材料化學中，我們可以初步了解化工行業中一些材料的應用及其原理，通過學習可以學會如何用基礎知識解釋材料的性能，了解材料對化學工程的重要性。

關鍵詞：材料；化學工程；重要性

材料是現代文明的三大支柱之一，是新技術革命的基礎和先導。隨著科學技術的進步，高分子材料與其他材料相互滲透形成了一類專業體系。隨著社會對人才需求的不斷變化，與材料相關的人才出現了供不應求的局面，材料對化學工程的發展有著非常重要的作用。

一、 材料在化學工程中的重要性

（一） 新材料是化學工程技術提高的支撐

新材料是支撐工程技術水平不斷提高的前提。材料的力學、化學等多方面的性能對化學工程的成本、規模及效率產生非常重要的影響。新材料的特性在化學工程領域的分離與反應及過程裝備技術的核心技術中發揮著關鍵的作用。而膜材料、新型吸附材料都是新材料，而且有許多新技術都是依靠這些新材料發展起來的，如膜分離技術。吸附蒸餾技術是一項以吸附材料為基礎而開發出來的新型技術，在這個過程中，吸附蒸餾塔的使用實現了吸附和蒸餾的同時操作。通過這樣的設計提高和強化了分離因素和脫附作用，這樣的吸附蒸餾技術比傳統的分離技術具有較大的優點。除了以上這些優點外，還能夠持續地進行操作和具有較大生產能力的優點。如新開發的陶瓷膜材料使得與陶瓷膜相關的一系列的新興技術得到發展，如用膜催化反應制備合成氣、納米催化陶瓷集成反應器等，我國也率先形成了陶瓷膜新產業。這些都是依靠新材料而發展出來的新型的工業技術，這些新技術的出現使得我國的化學工程向國際上邁了很大一步，促進了我國經濟的快速發展。

（二） 化學工程技術的研究與生產方向由材料的需求決定

目前我國的化工材料已經取得了巨大的進步，我國的石油和化工產品的產量在世界名列前茅。化工材料也從最開始的能夠滿足基本生產的需要的基本材料變成了能夠用于各種新領域的新材料。如多晶硅、碳纖維要用于可再生能源普，而芳綸、硅材料、氟材料以及工程材料可用于具有腐蝕性的環境中。而在海水淡化、污水處理及現代分類技術中所應用的各種膜材料。以及用于保護環境的各種生物質基材料，在國防和軍工所用的材料則是特種纖維以及特種聚合物等等。新材料的需求決定著我國工業領域的發展，因此新材料對我國的化學工程技術及工業的發展都具有非常重要的意義。為了滿足新材料的使用需求，就需要把化學工業結合各方面的因素設計和推廣這些新材料的生產工藝，進而實現新材料的工業化，以滿足最優化綠色經濟的要求并進行生產。而綠色經濟包括原子經濟、零排放等，而現在所應用的新型鈦硅分子篩催化材料能夠實現原子經濟反應，這主要是因為這種新材料具有能夠定向氧化催化的功能。化工業上的大部分氧化反應都很難做到零排放，如丙烯環氧化反應。但是這種新材料卻有可能讓這種氧化反應實現零排放，而且還能夠實現工業化生產，進而為化工生產提供了發展的方向。

（三） 新材料的制造對化工行業的重要性

我國現在在化工新材料方面的研究與國際水平還具有較大的差距，我國的化工行業的專用設備在核心技術及大型化和創新性等方面的還不足，涉及的一些核心與高端技術及設備主要依賴進口，創新能力及核心技術和大型化的技術不足，是行業轉型升級的瓶頸。而且化工設備的核心材料使用時的可靠性和壽命不高，一些核心材料腐蝕失效，事故頻繁，我國在腐蝕防護和工藝過程與國外有較大的差距。因此研發新材料是當務之急之事，將材料化學應用于化工行業，走理工交融、理論知識與實踐技術并重之路，能夠有效提升能源的利用效率，有效降低污染排放量。因此我們要充分挖掘其有效價值，進而推動我國社會經濟的發展。

二、 材料對化工行業的具體作用

化學工業中的生產設備，并非所有的材料都是標準的，如果需要用到一些非標準的材料時，就需要對原有的一些材料進行模擬設計，這也就需要用到材料化學中的有關材料的知識，根據材料的成分與結構、性質等方面對材料進行設計運用。

化學工業是基礎工業，能夠適應多種化工產品的需要，化學工程上設計出來的許多化工設備，有型號不同的，也有材質不同的，不同種的化工設備的操作條件是不同的。因此需要考慮溫度、壓力、處理的介質等。而溫度也可以分為低溫、常溫等許多種情況，同時壓力也是如此。因此在選擇化工設備的材料時需要考慮材料的化學、力學、物理等多方面的性能，合理正確選擇材料對化學工業來說是非常重要的。

三、 結語

化學工業是國民經濟的支柱產業和基礎產業，產品應用范圍非常廣，而材料是科學技術的物質基礎，一切工業的發展都與材料的發展是分不開的。因此材料化學與化學工程是相互關聯、相互滲透的。材料化學有利于我們了解材料結構和材料物性間的關系，促進化工與材料的交融。

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作者簡介：

孫榕，黑龍江省哈爾濱市，黑龍江省哈爾濱市第一中學校。