مقاله : کاتالیزگرها و مکانیسم عملکرد و کاربرد آنها در صنایع ، با فرمت ورد 28 صفحه
بخشی از متن و عناوین :
خلاصه:
کاتالیزگرها موادی هستند که سرعت واکنشهای شیمیایی را افزایش می‌هند ولی در واکنش مصرف نمی‌شوند.
کاتالیزگرها چه در کاربردهای صنعتی وچه در فرآیندهای بیولوژیکی اهمیت بسیاری دارند زیرا در واکنشهای صنعتی لازم است که سرعت واکنش به طریقی مثلاً استفاده از کاتالیزگرها افزایش داده شود تا تولید فرآورده‌های حاصل از ان از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد، اگر چه می‌توان با افزایش دما سرعت واکنش را به مقدار قابل توجهی افزایش داد ولی از آن جا که افزایش دما با مصرف انرژی همراه است، چنین اقدام صرفه‌ی اقتصادی نخواهد داشت، از سوی دیگر بسیاری از مواد نسبت به گرما حساس هستند و در اثر گرما تجزیه می‌شوند به همین دلیل مناسب‌ترین راه این است که برای سرعت دادن به واکنشهای شیمیایی از کاتالیزگر استفاده گردد.
کاتالیزگرها در فرآیندهای بیولوژیکی هم از اهمیت بسیاری برخوردار هستند. آنزیم‌ها مانند یک کاتالیزگر در کلیه اعمال زیستی نقش بسیار اساسی و ماهرانه‌ای را ایفا می‌کنند که کاتالیزگرها را می‌توانیم به یک کلید تشبیه کنیم که می‌تواند انواع قفل‌ها را با مکانیسم‌های مختلف باز کند یعنی نقشی که آنزیم‌ها در اعمال زیستی و حیاتی ایفا می‌کنند بسیار مؤثرتر از کاتالیزگرهایی است که ساخته‌ی دست بشر است در این مقاله سعی شده است که از تعریف کاتالزگر، خواص چند مکانیسم کاتالیزگرها مورد بحث و بررسی قرار گیرد و برخی از کاربردهای آن در صنعت بیان شده است نقش و اهمیت کاتالیزگرها در پالایش‌های نفت و بسیاری از سنتزها در سایه‌ی بهره‌گیری از کاتالیزگرهای خاصی با مکانیسم‌های معین انجام می‌گیرد و برخی از کاتالیزگرها نه تنها تشکیل یا شکستن پیوندها را آسان می‌کنند بلکه محصولات واکنش را هم در قالب هندسی خاصی تولید می‌کنند امیدواریم مورد توجه قرار گیرد.
مقدمه
تا اغاز قرن نوزدهم ماهیت کاتالیزگرها ناشناخته بود، سرانجام در سال 1835 میلادی، ژان یاکوب برسلیوس شیمیدان سوئدی در بررسی واکنشهای شیمیایی در طول سی سال پژوهش و بررسی یکی از خصوصیات مهم واکنشها را سرعت انجام آنها دانست زیرا واکنشهایی که در آزمایشگاه انجام میشود باید از سرعت کافی برخوردار باشد تا بتوان واکنشی را دنبال کرده و با مشاهده آزمایش به نتایجی دست یافت مانند هر گاه شعلة کبریت افروخته‌ای را به توده‌ای از قند تماس دهید قند گداخته میشود ولی نمی‌سوزد، برای سوزاندن قند می‌توانید مقداری خاکستر سیگار یا کمی از خاک گلدان روی آن بریزید در این صورت قند با شعله‌ی آبی خیره‌کننده‌ای همراه با صدای فش‌فش خواهد سوخت در این عمل خاکستر سیگار یا خاک گلدان کاتالیزگر است، یعنی سوختن قند در مجاورت خاکستر یا خاک انجام می‌گیرد، لیکن خاکستر یا خاک در پایان واکنش بدون تغییر شیمیایی به جا می‌ماند.
کشف کاتالیزگرهای جدید تأثیر فراوانی در صنعت داشته است و واکنشهای شیمیایی در صنعت باید نسبتاً سریع انجام شوند زیرا یک کارخانه‌دار نمی‌تواند سالها در انتظار بدست آمدن محصولی بماند که امروز بازار فروش خوبی دارد.
دانش روز افزون درباره‌ی آنزیم‌ها یعنی کاتالیزگرهای زیستی درک ما را درباره‌ی فرآیندهای زیستی دگرگون کرده است، به همین دلیل مطالعه و نحوه‌ی کاربرد آنها در بین مواد شیمیایی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
آنزیم‌ها در تنظیم سرغت واکنشهای شیمیایی که در بدن موجودات زنده انجام می‌شوند، نقش بسیار اساسی دارند. آنزیم‌ها خود ترکیبهای پیچیده‌ای هستند که از مولکولهای بسیار سنگین پروتئینی ساخته شده‌اند. تنظیم و اداره هر یک از واکنشهای زیستی به عهده‌ی آنزیم ویژه‌ای است. امروزه تخمین زده‌اند که چندین هزار آنزیم مختلف در اداره‌ی اعمال زیستی بدن انسان شرکت دارند. بسیاری از فرآیندهای زیستی، مانند گوارش در جانوران و فتوسنتز در گیاهان ضروری هستند. آنزیم‌ها نقش مهمی در لخته شدن خون و انقباض بافتهای ماهیچه‌ای دارند، کاتالیزگرها حتی سبب تغییر رنگ برگ‌ها در پائیز و تبدیل گلولز به اتیل الکل (اتانول) مطابق با واکنش زیر می‌شوند:
برخی از خصوصیات ویژه‌ی کاتالیزگرها
اثر کاتالیزگرها در واکنشهای تعادلی
نقش کاتالیزگری
2- کاتالیزگر و انرژی فعالسازی
الف) کاتالیزگر همگن
ب) کاتالیزگر ناهمگن
مسمومیت کاتالیزگرها
برخی از کاربردهای صنعتی کاتالیزگرها
آب به عنوان کاتالیزگر
نفت خام و کاتالیزگرها
شکستن کاتالیزگری فراورده‌های سنگین نفت خام
بازسازی کاتالیزگری
ساخت و ارزیابی کاتالیست‌های سه جانبه پالادیوم به منظور کنترل آلودگی ناشی از گازهای خروجی از اگزوز اتومبیل‌ها
ساخت کاتالیست جهت هیدروژناسیون انتخابی فنل به سیکلو هگزانون در فاز گازی
کارهای پژوهشی که در پژوهشگاه صنعت نفت انجام گرفته است
نتایج:
کوپلیمرهای پیوندی با استفاده از پلیمرها در پزشکی جهت انعقاد خون
الف- کربن‌زدایی به روش گازیفیکاسیون
دلایل آلودگی کاتالیست نیکل در هیدروژناسیون روغنهای نباتی:
از جمله ناخالصیهای موجود در روغن قبل از هیدروژناسیون می‌توان به موارد زیر بیان نمود:
کربن‌زدایی به روش استخراج توسط حلال و گازیفیکاسیون
نتایج آزمایشات فوق را می‌توان به صورت زیر بیان نمود:
ساخت نوهی کاتالیزگر نفتی با استفاده از فن‌آوری نانو
منابع
مقاله : کاتالیزگرها و مکانیسم عملکرد و کاربرد آنها در صنایع