Катализатор

КАТАЛИЗАТОР – химиялық реакцияның жылдамдығын арттыратын зат (агент). Ол реакцияға қатысып, процесті тиімді жолмен жүргізеді, бірақ реакция соңында бастапқы қалпын сақтап қалады. К-ға қойылатын негізгі талап – оның бірлік бетіне (1 м2) немесе салмақ бірлігіне (1 г) есептегендегі жоғары катализдік активтілігі. К-лар гомогендік катализдің К-лары және гетерогендік катализдің К-лары болып екі топқа бөлінеді. Гомогендік катализдің К-ларына протондық, апротондық қышқылдар, негіздер, кейбір металл кешендері жатады; гетерогендік катализдің К-ларына металдар, металл оксидтері, сульфидтер жатады. Өнеркәсіпте кең қолданылатын көптеген К. (аммиак синтезіндегі темір К., т.б.) бірнеше сынамалар жүргізу арқылы тәжірибелік жолмен алынады. Қышқылдық-негіздік катализдік реакциялар үшін типтік К. – гомогендік катализде еритін қышқылдар мен негіздер, гетерогенді катализде – қышқылдық (жасанды және табиғи алюмосиликаттар, Al2O3, TіO2, ThO2, силикагель) және негіздік (CaO, BaO, MgO, CaNH2) қасиеттерге ие қатты денелер бола алады. Катализдік тотығу-тотықсыздану реакциялары үшін кең таралған К. – ауыспалы металдар: Pt, Pd, Nі, Fe, Co және олардың қосылыстары (V2O5, MnO2, MoO3, Cr2O3), сульфидтер (MoS2, WS2, CoS), құрамында ауыспалы валентті элементтері (ZnO, CdO, ZnS) жоқ шала өткізгіштер. К. таңдауға қолайлы өлшем – қатты дененің кристалл торының өлшемі мен құрылымы. Жылдамдығы өзгеретін реакциялардың түрлеріне байланысты К. гидрогендеу К-ы, дегидрогендеу К-ы, тотықтыру К-ы, полимерлеу К-ы, мұнай өңдеу процестерінің К-ы, СО мен Н2 негіздегі синтездің К-ы, т.б. болып бірнеше топқа бөлінеді. Қазіргі уақытта химия өнеркәсібіндегі барлық процестердің 70%-ке жуығы К. қолдану арқылы жүреді. К-лардың әсерін баяулататын немесе мүлдем тоқтататын заттар катализаторлар улары деп аталады. К-дың улануы қайтымды және қайтымсыз болады. Мыс., аммиактың темір катализаторында синтезделу реакциясында оттектің қосылыстары темірді қайтымды уландырады, ал күкірттің қосылыстары қайтымсыз уландырады. Уландыруды болдырмау үшін К-ға келетін реакциялық қоспаны өте мұқият тазарту керек. Органик. қосылыстардың реакцияларында (крекинг, изомерлену, дегидрлеу, т.б.) К-дың улануы көбіне полимерлік қабыршықтардың түзілуінен болады, өйткені олар К. бетін жабады. Мұндай жағдайда К-ды регенерациялау (қалпына келтіру) үшін қабыршақты ауа үрлеп жағады. Егер К. қайтымсыз уланса, оны регенерациялау үшін реактордан шығарып алып К. улануын кетіретін еріткіштермен жуады.  Қазақстанда К-ларды зерттеу бағытында көп құрамдас қорытпалардан алынған қаңқалы никельдік К. сұйық фазадағы гидрогендеу реакцияларына пайдаланылды (Д.В. Сокольский, Қ.А. Жұбанов, Т.Қ. Қабиев, т.б.), активті металдар тасымалдағыштарға қондырылып әр түрлі төменгі пайызды К-лар даярланды (Ж.Қ. Қайырбеков, К.К. Жәрдемәлиева, Т.М. Опрышко, Қ.Р. Қайнарбаева, Е.Әубәкіров, т.б.), К-лар кондуктометрлік әдіспен зерттелді (Е.Қ. Тойбаев, Ә.Б. Әуезов, т.б.), әр түрлі сәулелер арқылы К-дың активтілігі арттырылды (К.Күзембаев, Я.Н. Дорфман, т.б.), табиғи саздар К. ретінде пайдаланылды (Ш.Б. Батталова, А.А. Ликерова, О.Л. Асанова, т.б.), К-лар электрхим. әдістермен зерттелді (Г.Д. Закүнбаева, Н.А. Закарина, Р.Г. Байышева, т.б.), К-лар мұнай өнімдерін алуда пайдаланылды (Жұбанов, Н.К. Надиров, Закүнбаева, т.б.). Ж. Қайырбеков, Ә. Қоқанбаев  

КАТАЛИЗАТОР – химиялық реакцияның жылдамдығын арттыратын зат (агент). Ол реакцияға қатысып, процесті тиімді жолмен жүргізеді, бірақ реакция соңында бастапқы қалпын сақтап қалады. К-ға қойылатын негізгі талап – оның бірлік бетіне (1 м2) немесе салмақ бірлігіне (1 г) есептегендегі жоғары катализдік активтілігі. К-лар гомогендік катализдің К-лары және гетерогендік катализдің К-лары болып екі топқа бөлінеді. Гомогендік катализдің К-ларына протондық, апротондық қышқылдар, негіздер, кейбір металл кешендері жатады; гетерогендік катализдің К-ларына металдар, металл оксидтері, сульфидтер жатады. Өнеркәсіпте кең қолданылатын көптеген К. (аммиак синтезіндегі темір К., т.б.) бірнеше сынамалар жүргізу арқылы тәжірибелік жолмен алынады. Қышқылдық-негіздік катализдік реакциялар үшін типтік К. – гомогендік катализде еритін қышқылдар мен негіздер, гетерогенді катализде – қышқылдық (жасанды және табиғи алюмосиликаттар, Al2O3, TіO2, ThO2, силикагель) және негіздік (CaO, BaO, MgO, CaNH2) қасиеттерге ие қатты денелер бола алады. Катализдік тотығу-тотықсыздану реакциялары үшін кең таралған К. – ауыспалы металдар: Pt, Pd, Nі, Fe, Co және олардың қосылыстары (V2O5, MnO2, MoO3, Cr2O3), сульфидтер (MoS2, WS2, CoS), құрамында ауыспалы валентті элементтері (ZnO, CdO, ZnS) жоқ шала өткізгіштер. К. таңдауға қолайлы өлшем – қатты дененің кристалл торының өлшемі мен құрылымы. Жылдамдығы өзгеретін реакциялардың түрлеріне байланысты К. гидрогендеу К-ы, дегидрогендеу К-ы, тотықтыру К-ы, полимерлеу К-ы, мұнай өңдеу процестерінің К-ы, СО мен Н2 негіздегі синтездің К-ы, т.б. болып бірнеше топқа бөлінеді. Қазіргі уақытта химия өнеркәсібіндегі барлық процестердің 70%-ке жуығы К. қолдану арқылы жүреді. К-лардың әсерін баяулататын немесе мүлдем тоқтататын заттар катализаторлар улары деп аталады. К-дың улануы қайтымды және қайтымсыз болады. Мыс., аммиактың темір катализаторында синтезделу реакциясында оттектің қосылыстары темірді қайтымды уландырады, ал күкірттің қосылыстары қайтымсыз уландырады. Уландыруды болдырмау үшін К-ға келетін реакциялық қоспаны өте мұқият тазарту керек. Органик. қосылыстардың реакцияларында (крекинг, изомерлену, дегидрлеу, т.б.) К-дың улануы көбіне полимерлік қабыршықтардың түзілуінен болады, өйткені олар К. бетін жабады. Мұндай жағдайда К-ды регенерациялау (қалпына келтіру) үшін қабыршақты ауа үрлеп жағады. Егер К. қайтымсыз уланса, оны регенерациялау үшін реактордан шығарып алып К. улануын кетіретін еріткіштермен жуады.