Катализаторы, адсорбенты и цеолиты
Катализаторы
Одно из наиболее эффективных воздействий на химические реакции – это применение катализатора. Катализаторы – это вещества, ускоряющие химические реакции. Присутствие катализаторов изменяет скорость реакции в тысячи и даже миллионы раз. Катализаторы активно участвуют в химической реакции, но в отличие от реагентов в конце ее остаются неизменными.
Катализаторы – это вещества, которые изменяют скорость протекания реакции, но сами не расходуются в ходе реакции и не входят в состав конечных продуктов.
Важной характеристикой каталитической реакции (катализа) является однородность или неоднородность катализатора и реагирующих веществ. Различают гомогенные и гетерогенные каталитические процессы. При гомогенном (однородном) катализе между реагирующими веществами и катализатором отсутствует поверхность раздела. В данном случае катализ осуществляется через образование неустойчивых промежуточных продуктов.
Цеолиты (zeolites) – это гидратированные алюмосиликаты щелочных металлов в виде микропористых кристаллов. По происхождению могут быть природными и синтетическими. Обладают превосходными ионообменными, адсорбционными и селективными свойствами, благодаря чему активно применяются в различных сферах человеческой деятельности.
Природные цеолиты
Природный цеолит (natural zeolite) представляет собой натуральный светло-серый или зеленый камень с пористой структурой. В его состав включено около 10 компонентов: оксиды алюминия, марганца, железа, титана, кремния, натрия, калия, магния, кальция и натрия.
Структура материала представляет собой систему каналов, за счет чего он способен поглощать молекулы различных соединений и обладает обширной удельной поверхностью. Камень проявляет стойкость к воздействию кислот и высоких температур (t пл. 950°С). Является нетоксичным веществом, не приводящим к появлению мутаций и иных отклонений в человеческом организме.
До недавних пор не существовало возможности использовать природный материал в промышленных масштабах по причине разрозненности месторождений и редкого распространения, из-за чего были созданы искусственные аналоги.
Синтетические цеолиты
Это алюмосиликаты, имеющие в своем составе щелочноземельные и щелочные металлы (Ca, K, Ba, Na, Sr). В их структуре присутствуют внутренние пустоты, обусловливающие их отличные поглощающие свойства и способность к ионному обмену.
Эти материалы обладают тонкими порами строго определенного размера, из-за чего их называют молекулярными ситами. Они обладают способностью адсорбировать ионы тяжелых металлов, нефтепродуктов, радионуклидов и масел, а также водяной пар и газообразные соединения. Это свойство обусловлено катионообменным процессом.
За счет одинакового строго определенного размера пор и точной структуры данные материалы обладают лучшими сорбционными свойствами, чем их природные аналоги.
Область применения
Благодаря уникальным свойства цеолитовые камни используются в различных областях человеческой деятельности. В частности, их применяют для:
- очистки и осушки газов;
- сорбции радионуклидов;
- очистки питьевых вод;
- сорбции ядовитых веществ в газовых и жидких средах;
- производства бумаги и цемента;
- изготовления удобрительных смесей;
- дезодорирования животноводческих помещений и т.п.
Перед использованием алюмосиликаты необходимо активировать путем нагревания до 340-450°С в течение 4-5 часов.
Синтетические цеолиты (молекулярные сита) 3А, 4А, 5А, 13Х |
Активная основа для местного гемостатического средства «ГЕМОСТОП» и «ГЕМОСПАС» | Адсорбенты с наноструктурным защитным слоем |
Адсорбенты для очистки углеводородных потоков |
Осушители на основе оксида алюминия |
Катализаторы для процесса Клаус и Сульфрен |
Керамические шары |