Катализатор

Катализатор – химиялық реакцияның жылдамдығын арттыратын зат (агент). *

• Pеакцияға қатысып, процесті тиімді жолмен жүргізеді, бірақ реакция соңында бастапқы қалпын сақтап қалады. Катализаторға қойылатын негізгі талап – оның бірлік бетіне (1 м²) немесе салмақ бірлігіне (1 г) есептегендегі жоғары катализдік активтілігі.
• Катализаторлар гомогендік катализдің катализаторлары және гетерогендік катализдің катализаторлары болып екі топқа бөлінеді. Гомогендік катализдің катализаторларына протондық, апротондық қышқылдар, негіздер, кейбір металл кешендері жатады; гетерогендік катализдің Катализаторларына металдар, металл оксидтері, сульфидтер жатады. Гетерогенді катализатордың бетінде активті жанасу орталығы болады соның әсерінен реагент бөлшектерін ұстап белсендіреді. Бөлшектердің соғысуы жеңіл және жиеленеді. Өнеркәсіпте кең қолданылатын көптеген катализатор (аммиак синтезіндегі темір катализатор, тағы басқа) бірнеше сынамалар жүргізу арқылы тәжірибелік жолмен алынады. Қышқылдық-негіздік катализдік реакциялар үшін типтік катализатор – гомогендік катализде еритін қышқылдар мен негіздер, гетерогенді катализде – қышқылдық (жасанды және табиғи алюмосиликаттар, Al₂O₃, TіO₂, ThO₂, силикагель) және негіздік (CaO, BaO, MgO, Ca(NH₂)₂) қасиеттерге ие қатты денелер бола алады. Катализдік тотығу-тотықсыздану реакциялары үшін кең таралған катализатор – 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.
• Катализатор таңдауға қолайлы өлшем – қатты дененің кристалл торының өлшемі мен құрылымы. Жылдамдығы өзгеретін реакциялардың түрлеріне байланысты катализатор гидрогендеу катализаторы, дегидрогендеу катализаторы, тотықтыру катализаторы, полимерлеу катализаторы, мұнай өңдеу процестерінің катализаторы, СО мен Н₂ негіздегі синтездің катализаторы, тағы басқа болып бірнеше топқа бөлінеді. Қазіргі уақытта химия өнеркәсібіндегі барлық процестердің 70%-ке жуығы катализатор қолдану арқылы жүреді. Катализаторлардың әсерін баяулататын немесе мүлдем тоқтататын заттар катализаторлар улары деп аталады. К-дың улануы қайтымды және қайтымсыз болады. Мысалы, аммиактың темір катализаторында синтезделу реакциясында оттектің қосылыстары темірді қайтымды уландырады, ал күкірттің қосылыстары қайтымсыз уландырады. Уландыруды болдырмау үшін катализаторға келетін реакциялық қоспаны өте мұқият тазарту керек. Органикалық қосылыстардың реакцияларында (крекинг, изомерлену, дегидрлеу, тағы басқа) Катализатордың улануы көбіне полимерлік қабыршықтардың түзілуінен болады, өйткені олар катализатор бетін жабады. Мұндай жағдайда катализаторды регенерациялау (қалпына келтіру) үшін қабыршақты ауа үрлеп жағады. Егер катализатор қайтымсыз уланса, оны регенерациялау үшін реактордан шығарып алып катализатор улануын кетіретін еріткіштермен жуады.
• Қазақстанда катализаторларды зерттеу бағытында көп құрамдас қорытпалардан алынған қаңқалы никельдік катализатор сұйық фазадағы гидрогендеу реакцияларына пайдаланылды (Д.В. Сокольский, , , тағы басқа), активті металдар тасымалдағыштарға қондырылып әр түрлі төменгі пайызды катализаторлар даярланды (, , , , , тағы басқа), катализаторлар кондуктометрлік әдіспен зерттелді (, , тағы басқа), әр түрлі сәулелер арқылы катализатордың активтілігі арттырылды (, , тағы басқа), табиғи саздар ретінде пайдаланылды (, , , тағы басқа), катализаторлар электрхимиялық әдістермен зерттелді (, , , тағы басқа), катализаторлар мұнай өнімдерін алуда пайдаланылды (Жұбанов, , , тағы басқа).

Дереккөздер:

1. «Қазақстан»: Ұлттық энцклопедия / Бас редактор Ә. Нысанбаев – Алматы «Қазақ энциклопедиясы» Бас редакциясы, 1998 ISBN 5-89800-123-9, IV том