وصف موجز لأنواع محفزات الألومينا المنشطة في معالجة غاز العادم
هناك العديد من أنواع محفزات الألومينا المنشطة في معالجة غاز العادم ، كما أن طرق التصنيف مختلفة أيضا. وفقا للجوانب الكبيرة ، يمكن تقسيمها إلى محفزات حمضية القاعدة ، ومحفزات معدنية ، ومحفزات أشباه الموصلات ، ومحفزات غربال جزيئي. ميزتها المشتركة هي أنها يمكن أن تنتج درجات مختلفة من الامتزاز الكيميائي على المواد المتفاعلة. لذلك ، لا يمكن فصل التحفيز عن الامتزاز ، وتبدأ العملية التحفيزية العامة بالامتزاز.
1. المحفزات الحمضية القاعدية المشار إليها هنا هي الأحماض والقواعد بالمعنى الواسع ، أي أحماض لويس وقواعد لويس. كلاهما يمكن أن يوفر مراكز امتزاز نشطة حمضية القاعدة للامتصاص الكيميائي للمواد المتفاعلة ، وبالتالي تعزيز التفاعلات الكيميائية.
مثل الطين المنشط وسيليكات الألومنيوم وأكسيد الألومنيوم وأكاسيد بعض المعادن وخاصة أكاسيد المعادن الانتقالية أو أملاحها.
2. محفز المعادن تعتمد قدرة الامتزاز المعدني على التركيب الجزيئي وظروف الامتزاز للمعدن والغاز. وقد وجد من خلال التجارب أن العناصر المعدنية ذات المدارات الفارغة من الإلكترون D لها قدرات امتزاز كيميائية مختلفة لبعض الغازات التمثيلية.
باستثناء Ca، Sr، وBa، فإن معظم هذه المعادن هي فلزات انتقالية. وهي تعتمد على الإلكترونات أو الإلكترونات غير المرتبطة التي لا تشارك في المدارات الهجينة للرابطة المعدنية لتشكيل روابط امتزاز مع الجزيئات الممتزة مما يحفز التفاعل بينها التفاعل.
3. محفزات أشباه الموصلات هي أساسا بعض أكاسيد المعادن الانتقالية من نوع أشباه الموصلات. وهي مقسمة إلى أشباه الموصلات من النوع n وأشباه الموصلات من النوع p من أجل توفير إلكترونات شبه حرة أو ثقوب شبه حرة.
يعتمد محفز أشباه الموصلات من النوع n على إلكتروناته شبه الحرة لتشكيل روابط امتزاز مع المواد المتفاعلة. يعتمد محفز أشباه الموصلات من النوع p على ثقوبه شبه الحرة لتشكيل روابط امتزاز مع المواد المتفاعلة. بسبب تكوين روابط الامتزاز ، يتم تغيير الموصلية لأشباه الموصلات ، والتي تعد واحدة من العوامل الرئيسية التي تؤثر على نشاط المحفز.
في الواقع ، فإن تكوين روابط الامتزاز بين جزيئات الغاز ومحفزات أشباه الموصلات هو عملية معقدة للغاية. في دراسة الآلية الحفازة لأشباه الموصلات ، وجد أيضا أن نطاقات الطاقة بسبب التحولات الإلكترونية تلعب دورا مهما في تكوين روابط الامتزاز. أثر. لذلك ، لا يمكن ببساطة افتراض أن جزيء متفاعل قادر على التبرع بإلكترون لا يمكنه إلا تشكيل رابطة امتزاز مع محفز أشباه الموصلات من النوع p.
4. يستخدم محفز غربال الزيوليت الجزيئي على نطاق واسع كممتز في التجفيف والتنقية والفصل وغيرها من العمليات. بدأت في الظهور في تطبيق المحفزات وناقلات المحفزات في 1960s.
يشير الزيوليت إلى الألومينوسيليكات البلورية الطبيعية ، التي لها نفس قطر المسام الدقيقة ، لذلك يطلق عليها أيضا الغربال الجزيئي. في الوقت الحاضر ، هناك أكثر من مئات الأنواع ، والعديد من التفاعلات التحفيزية الصناعية الهامة لا يمكن فصلها عن محفزات الغربال الجزيئي.
يعتمد تحفيز الغربال الجزيئي أيضا على المراكز الحمضية على سطحه لتشكيل روابط الامتزاز. ومع ذلك ، فهو أكثر انتقائية من المحفزات الحمضية القاعدية لأنه يمكن أن يرفض الجزيئات ذات حجم المسام الأكبر من دخول السطح الداخلي. في الوقت نفسه ، يمكن أيضا تعديل الحموضة والقلوية على سطح الغربال الجزيئي بشكل مصطنع عن طريق التبادل الأيوني ، الذي يتمتع بأداء أفضل من المحفزات الحمضية القاعدية العادية.
في السنوات الأخيرة ، تم تطوير نوع من المناخل الجزيئي الاصطناعي غير السيليكوني القائم على الألومنيوم وتم استخدامه على نطاق واسع في مجال التحفيز. يمكن ملاحظة أن الغربال الجزيئي له وضعه الخاص ودوره في مجال التحفيز.
1. المحفزات الحمضية القاعدية المشار إليها هنا هي الأحماض والقواعد بالمعنى الواسع ، أي أحماض لويس وقواعد لويس. كلاهما يمكن أن يوفر مراكز امتزاز نشطة حمضية القاعدة للامتصاص الكيميائي للمواد المتفاعلة ، وبالتالي تعزيز التفاعلات الكيميائية.
مثل الطين المنشط وسيليكات الألومنيوم وأكسيد الألومنيوم وأكاسيد بعض المعادن وخاصة أكاسيد المعادن الانتقالية أو أملاحها.
2. محفز المعادن تعتمد قدرة الامتزاز المعدني على التركيب الجزيئي وظروف الامتزاز للمعدن والغاز. وقد وجد من خلال التجارب أن العناصر المعدنية ذات المدارات الفارغة من الإلكترون D لها قدرات امتزاز كيميائية مختلفة لبعض الغازات التمثيلية.
باستثناء Ca، Sr، وBa، فإن معظم هذه المعادن هي فلزات انتقالية. وهي تعتمد على الإلكترونات أو الإلكترونات غير المرتبطة التي لا تشارك في المدارات الهجينة للرابطة المعدنية لتشكيل روابط امتزاز مع الجزيئات الممتزة مما يحفز التفاعل بينها التفاعل.
3. محفزات أشباه الموصلات هي أساسا بعض أكاسيد المعادن الانتقالية من نوع أشباه الموصلات. وهي مقسمة إلى أشباه الموصلات من النوع n وأشباه الموصلات من النوع p من أجل توفير إلكترونات شبه حرة أو ثقوب شبه حرة.
يعتمد محفز أشباه الموصلات من النوع n على إلكتروناته شبه الحرة لتشكيل روابط امتزاز مع المواد المتفاعلة. يعتمد محفز أشباه الموصلات من النوع p على ثقوبه شبه الحرة لتشكيل روابط امتزاز مع المواد المتفاعلة. بسبب تكوين روابط الامتزاز ، يتم تغيير الموصلية لأشباه الموصلات ، والتي تعد واحدة من العوامل الرئيسية التي تؤثر على نشاط المحفز.
في الواقع ، فإن تكوين روابط الامتزاز بين جزيئات الغاز ومحفزات أشباه الموصلات هو عملية معقدة للغاية. في دراسة الآلية الحفازة لأشباه الموصلات ، وجد أيضا أن نطاقات الطاقة بسبب التحولات الإلكترونية تلعب دورا مهما في تكوين روابط الامتزاز. أثر. لذلك ، لا يمكن ببساطة افتراض أن جزيء متفاعل قادر على التبرع بإلكترون لا يمكنه إلا تشكيل رابطة امتزاز مع محفز أشباه الموصلات من النوع p.
4. يستخدم محفز غربال الزيوليت الجزيئي على نطاق واسع كممتز في التجفيف والتنقية والفصل وغيرها من العمليات. بدأت في الظهور في تطبيق المحفزات وناقلات المحفزات في 1960s.
يشير الزيوليت إلى الألومينوسيليكات البلورية الطبيعية ، التي لها نفس قطر المسام الدقيقة ، لذلك يطلق عليها أيضا الغربال الجزيئي. في الوقت الحاضر ، هناك أكثر من مئات الأنواع ، والعديد من التفاعلات التحفيزية الصناعية الهامة لا يمكن فصلها عن محفزات الغربال الجزيئي.
يعتمد تحفيز الغربال الجزيئي أيضا على المراكز الحمضية على سطحه لتشكيل روابط الامتزاز. ومع ذلك ، فهو أكثر انتقائية من المحفزات الحمضية القاعدية لأنه يمكن أن يرفض الجزيئات ذات حجم المسام الأكبر من دخول السطح الداخلي. في الوقت نفسه ، يمكن أيضا تعديل الحموضة والقلوية على سطح الغربال الجزيئي بشكل مصطنع عن طريق التبادل الأيوني ، الذي يتمتع بأداء أفضل من المحفزات الحمضية القاعدية العادية.
في السنوات الأخيرة ، تم تطوير نوع من المناخل الجزيئي الاصطناعي غير السيليكوني القائم على الألومنيوم وتم استخدامه على نطاق واسع في مجال التحفيز. يمكن ملاحظة أن الغربال الجزيئي له وضعه الخاص ودوره في مجال التحفيز.