کاتالیزگر
اسلاید 1: 1
اسلاید 2: موضوع : کاتالیزگرگرد آورندگان : یاسر حوتی _ رضا سلیمی _ میلاد ابراهیمیتاریخ تحویل پروژه : 1392/1/24نام دبیر ان : آقایان شعبانی , خانی , مهری 2
اسلاید 3: معنی در لغت کاتالیزور از دو صفت کاتا و لیزور تشکیل شده است. در زبان یونانی کاتا به معنای پائین ، افتادن ، یا پائین افتادن است و لیزور به معنی قطعه قطعه کردن میباشد. در برخی زبانها کاتالیزور را به معنی گردهم آوردن اجسام دور از هم معرفی کرده اند .3
اسلاید 4: تعریفکاتالیزگر ماده ای است که حضور آن در محیط واکنش باعث افزایش سرعت واکنش می شود و در پایان واکنش به طور کامل قابل بازیابی است .4
اسلاید 5: ویژگی کاتالیزگر ا- سرعت واکنش های شیمیایی را افزایش میدهند . 2-خود دچار تغییر شیمیایی نمی شوند .5
اسلاید 6: انقلاب کاتالیزورانقلاب تکنولوژی اصلی در زمینه کاتالیزور مربوط به نیمه دوم قرن 20 یعنی بین سالهای1980 ـ 1950 میباشد.دهه 1960 ـ 1950 دهه ای است که با تولید کاتالیزورهای زیگر _ ناتا ترکیبات بسیار مهم و استراتژیک ساخته شد .6
اسلاید 7: انواع کاتالیزورکاتالیزور به دو نوع کاتالیزور مرغوب و نامرغوب تقسیم می‌شود : کاتالیزور مرغوب: کاتالیزور مرغوب به کاتالیزوری گفته می‌شود که فقط اجازه تشکیل یک نوع محصول را بدهد.کاتالیزور نامرغوب: اگر در حضور کاتالیزور محصولات متفاوتی امکان تشکیل داشته باشند کاتالیزور نامرغوب تلقی می‌شود. 7
اسلاید 8: اهمیت بالاکاتالیزورهایی که برای انسان مورد اهمیت بیشتری دارند، کاتالیزورهای طبیعی یعنی آنزیم‌ها هستند. این مواد فوق العاده پیچیده ، فرایندهای حیاتی مانند گوارش و سنتز سلولی را کاتالیز می‌کنند.8
اسلاید 9: سموم کاتالیزورسموم کاتالیزور موادی هستند که کاتالیزورها را از فعالیت باز می‌دارند. مثلا مقدار کمی آرسنیک توانایی پلاتین را که کاتالیزور تبدیل سولفور دی‌اکسید ،به سولفور تری‌اکسید است، از بین می‌برد. 9
اسلاید 10: بازیابی کاتالیزورکاتالیزور را می‌توان با عبور هوای گرم احیا کرد .10
اسلاید 11: غیر فعال شدن کاتالیزورمعمولا تمام کاتالیزورها دارای یک عمر معین هستند که پس از سپری شدن آن فعالیت موثر آنها کاهش می‌یابد که ممکن است بطور ناگهانی یا تدریجی باشد ( افت فعالیت). در چنین مواقعی معمولا بسته به نوع و مکانیسم غیر فعال شدن ، باید کاتالیروز را بازیابی یا جایگزین کرد. در این مواقع باید تصمیم بگیریم که آن را تعویض یا احیا کنیم .11
اسلاید 12: عوامل موثر در فعالیت کاتالیزور1. سطح کاتالیزور2. قدرت و استحکام پیوند جذبی12
اسلاید 13: اثر کاتالیزگر در مواد13
اسلاید 14: کاربرد کاتالیزورکاتالیزور در سه بخش به کار می رود :1. صنعت اتومبیل .در این بخش کاتالیزورها بصورت مستقیم و غیرمستقیم استفاده می‌شوند. در اگزوز اتومبیلها بستری از فلزات جامد مثل پلاتین روی پایه آلومینات قرار گرفته و هیدروکربنهای مضر مثل منوکسید کربن و غیره را جذب می‌کند .14
اسلاید 15: 2. صنعت نفت و پالایش مواد نفتی . عمده ترین مصرف کاتالیزورها در صنعت نفت در دو پروسه کراکینگ (شکستن مولکولهای درشت به کوچک) و رفرمینگ )دوباره باز آرائی و ترکیب مولکولهایی برای تولید) میباشد .3 . تولید مواد شیمیایی 15
اسلاید 16: ساخت و ارزیابی کاتالیست های سه جانبه پالادیوم به منظور کنترل آلودگی ناشی از گازهای خروجی از اگزوز اتومبیل ها امروزه از کاتالیست‌های سه جانبه (TWC) به منظور حذف گازهای آلاینده ناشی از موتورهای احتراق داخلی، استفاده می‌شود. این کاتالیست‌ها عمدتاً شامل پلاتین، رودیوم و پالادیوم می‌باشند. از میان این فلزات نجیب، رودیوم بجهت فعالیت بالای آن برای احیا اکسیدنیتروژن (NO) مورد استفاده قرار می‌گیرد. پلاتین و پالادیوم نیز جهت تکمیل فعالیت اکسیداسیون رودیوم به کار گرفته می‌شود.16
اسلاید 17: یک نمونه قدیمی از کاتالیزورها، پلاتین است که به طور مثال، از آن در سیستم اگزوز ماشین استفاده می‌شود. پلاتین به واکنش‌هایِ تبدیل گاز سمی مونوکسید کربن و اکسید نیتروژن به دو گاز سمی دی‌اکسید کربن و نیتروژن کمک می‌کند. هر چند کاتالیزورهای قدیمی هنوز هم کارایی دارند، ولی با پیشرفت علم نانو، کاتالیزورهای کارآمدتری در صنایع نفت و گاز ایجاد شده است.17
اسلاید 18: پژوهشگران در پژوهشگاه ملی اوک ریج، نانوکریستالی طراحی کرده‌اند که وقتی دی‌اکسید کربن روی نانوکریستال تهیه شده از کادمیم، سلنیم و ایندیم می‌نشیند، نانوکریستال یک الکترون به دی‌اکسید کربن می دهد، و این الکترون اضاقی سبب می‌شود، دی‌اکسید کربن با دیگر مولکولهای موجود در دودکش واکنش دهد، و به گازی با خطر کمتر تبدیل شود. 18
اسلاید 19: 19
اسلاید 20: دیگر چالش هااز دیگر چالش‌هایی که پژوهشگران امیدوارند بتوانند با نانوکریستال‌ها از پس آن برآیند، بخار جیوه است. نیروگاه‌های برق زغال سنگی، بخار جیوه منتشر می‌کنند. یکی از روش‌های جلوگیری از انتشار آن، استفاده از نانوکریستال‌های اکسید تیتانیوم در زیر تابش پرتو فرابنفش است، که باعث تبدیل بخار جیوه به اکسید جیوه که ماده‌ای جامد است خواهد شد. 20
اسلاید 21: یکی دیگر از روش‌های تصفیه آب که از روش پالادیم ارزان‌تر است، تزریق نانوذرات آهن به درون آب‌های آلوده است، پس از تزریق، نانوذرات آهن با اکسیژن موجود در آب تبدیل به زنگ آهن شده و آلاینده ها در تماس با این زنگ آهن خنثی می‌شوند. برای مثال، تتراکلرید کربن که ماده‌ی سمی بسیاری از شوینده‌هاست، در تماس با این زنگ آهن تبدیل به کلروفرم که ماده‌ای بی‌ضررتر است می‌شود.21
اسلاید 22: 22
اسلاید 23: بيشتر خودروهاي جديد، مجهز به مبدل كاتاليزور سه راهه‌اند.( اصطلاح سه راهه، بيانگر كاهش سه آلاينده مونواكسيد كربن، مولكول‌هاي هيدروكربن و اكسيده اي ازت در مبدل است. ) در اين مبدل‌ها، از دو نوع كاتاليزور مختلف استفاده مي‌شود. كاتاليزور احياء كننده و كاتاليزور اكسيدكننده . هر دو گونه، شامل ساختمان سراميكي بوده كه با كاتاليزوري فلزي (معمولاً پلاتين، روديم و يا پالاديم) پوشانده شده است.23
اسلاید 24: در ساخت مبدل‌ها، معمولاً رعايت دو نكته مد نظر قرار دارد:1. سطح مبدل به منظور افزايش تماس با گازهاي خروجي، بايد حداكثر باشد. 2. به دليل قيمت بسيار بالاي مواد كاتاليزور، استفاده از اين مواد بايد در حداقل باشد.اساساً مبدل‌هاي كاتاليزور به دو صورت ساخته مي‌شوند: شبكه لانه زنبوري و بستر سراميكي. امروزه بيشتر خودروها از ساختمان شبكه لانه زنبوري استفاده مي‌كنند.24
اسلاید 25: نمونه ای از شبکه لانه زنبوری25
اسلاید 26: مراحل فراینددر اولين مرحله مبدل، كاتاليزور احياء كننده قرار دارد. در اين مرحله، به منظور جلوگيري از انتشار اكسيدهاي ازت، از پلاتين و روديم استفاده شده است. هنگامي كه يك مولكول NO يا NO2 در تماس با كاتاليزور قرار گيرد، به مولكول‌هاي نيتروژن و اكسيژن شكسته مي‌شود، يعني:2no n2 + o2 26
اسلاید 27: دومين مرحله مبدل، كاتاليزور اكسيد كننده است. در اين قسمت، با سوزاندن (اكسايش) هيدروكربن‌هاي نسوخته در مجاورت كاتاليزورهاي پلاتين و پالاديم، هيدروكربن‌هاي نسوخته و مونواكسيد كربن‌هاي خروجي، كاهش داده مي‌شوند. اين كاتاليزور، به كمك اكسيژن دود خروجي، مقدار CO و هيدروكربن‌هاي نسوخته را كاهش مي‌دهد. يعني:2co + o2 2co2 27
اسلاید 28: 28
اسلاید 29: سومين مرحله، سيستم كنترلي است كه دود خروجي اگزوز را مورد بررسي قرار داده و با استفاده از نتايج اين بررسي، سيستم تزريق سوخت را تحت كنترل قرار مي‌دهد. يك حسگر اكسيژن، قبل از مبدل كاتاليزور بين موتور و كاتاليزور نصب شده است. اين حسگر، مقدار اكسيژن موجود در دود خروجي را به كامپيوتر موتور اطلاع مي‌دهد. كامپيوتر خودرو با تنظيم مقدار سوخت هوا، مقدار اكسيژن دود خروجي را افزايش يا كاهش مي‌دهد. در اين طرح، كامپيوتر همواره موتور را در وضعيتي نزديك به نقطه استوكيومتري نگه مي‌دارد. اين عمل، باعث مي‌شود تا همواره اكسيژن كافي در دود خروجي براي اكسايش هيدروكربن‌ها و CO در اختيار كاتاليزور اكسيدكننده وجود داشته باشد. 29
اسلاید 30: 30
اسلاید 31: 31
اسلاید 32: پایان هنرستان : جواد موفقیان سال دوم کلاس : 207 مکانیک32
نقد و بررسی ها
هیچ نظری برای این پاورپوینت نوشته نشده است.