Sissejuhatus
Katalüüs on keemiatööstuses oluline protsess ja metallkatalüsaatorid on kõige sagedamini kasutatavad katalüsaatorite tüübid. Metallkatalüsaatoreid kasutatakse keemiliste reaktsioonide kiirendamiseks, pakkudes pinda, millel reagendid saavad interakteeruda, mis viib aktiveerimisenergia vähenemiseni. See artikkel annab ülevaate kõige sagedamini kasutatavatest metallkatalüsaatoritest, nende omadustest ja rakendustest.
Plaatina
Plaatina on oma kõrge aktiivsuse ja selektiivsuse ning korrosiooni- ja oksüdatsioonikindluse tõttu üks enamkasutatavaid metallkatalüsaatoreid. Plaatinat kasutatakse mitmesugustes rakendustes, sealhulgas kemikaalide, nagu äädikhape ja vesinikperoksiid, tootmisel ning autotööstuses katalüsaatorite katalüsaatorina. Plaatina on aga kallis, mis piirab selle kasutamist mõnes rakenduses.
Pallaadium
Pallaadium on veel üks sageli kasutatav metallkatalüsaator, kuna sellel on kõrge aktiivsus ja võime katalüüsida mitmesuguseid reaktsioone. Pallaadiumi kasutatakse sageli peenkemikaalide ja ravimite tootmisel, samuti autotööstuses lämmastikoksiidide redutseerimise katalüsaatorina. Nagu plaatina, on ka pallaadium kallis, mis piirab selle kasutamist mõnes rakenduses.
Ruteenium
Ruteenium on väga aktiivne ja selektiivne metallkatalüsaator, mis muudab selle kasulikuks mitmesugustes rakendustes, sealhulgas ammoniaagi ja olefiinide tootmisel. Ruteenium on tõhus ka hüdrogeenimisreaktsioonide katalüüsimisel, mida kasutatakse rasvhapete ja ravimite tootmisel. Vaatamata oma kasulikkusele ei kasutata ruteeniumi selle suhtelise vähesuse ja kõrge hinna tõttu nii sageli kui plaatinat ja pallaadiumi.
Roodium
Roodium on väga aktiivne ja selektiivne metallkatalüsaator, mida sageli kasutatakse äädikhappe tootmisel, aga ka mõnedes hüdrogeenimisreaktsioonides. Roodium on tõhus ka lämmastikoksiidide lagunemise katalüüsimisel autotööstuses. Nagu plaatina ja pallaadium, on roodium kallis, mis piirab selle kasutamist mõnes rakenduses.
Nikkel
Nikkel on tavaline metallkatalüsaator tänu oma madalale hinnale ja võimele katalüüsida mitmesuguseid reaktsioone, sealhulgas hüdrogeenimist, dehüdrogeenimist ja isomerisatsiooni. Niklit kasutatakse sageli selliste kemikaalide nagu margariini ja sünteetilise kautšuki tootmisel, aga ka naftatööstuses krakkimis- ja reformimisreaktsioonide katalüsaatorina. Kuid nikkel ei ole nii aktiivne ega selektiivne kui mõned teised metallkatalüsaatorid, mis piirab selle kasutamist mõnes rakenduses.
Vask
Vask on suhteliselt odav metallkatalüsaator, mida kasutatakse sageli metanooli ja muude kemikaalide tootmisel, samuti naftakeemiatööstuses hüdrogeenimis- ja dehüdrogeenimisreaktsioonides. Vask on tõhus ka autotööstuses kasutatavate lämmastikoksiidide lagunemise katalüüsimisel. Kuid vask ei ole nii aktiivne ega selektiivne kui mõned teised metallkatalüsaatorid, mis piirab selle kasutamist mõnes rakenduses.
Raud
Raud on tavaline metallkatalüsaator tänu oma madalale hinnale ja võimele katalüüsida mitmesuguseid reaktsioone, sealhulgas hüdrogeenimist ja oksüdatsiooni. Rauda kasutatakse sageli selliste kemikaalide tootmisel nagu ammoniaak ja metanool, samuti naftatööstuses väävlitustamise ja hüdrokrakkimise reaktsioonide jaoks. Raud ei ole aga nii aktiivne ega selektiivne kui mõned teised metallkatalüsaatorid, mis piirab selle kasutamist mõnes rakenduses.
Järeldus
Metallkatalüsaatorid on keemiatööstuse oluline osa ning kõige sagedamini kasutatavate metallkatalüsaatorite hulka kuuluvad plaatina, pallaadium, ruteenium, roodium, nikkel, vask ja raud. Kõigil neil metallkatalüsaatoritel on ainulaadsed omadused, mis muudavad need kasulikuks paljudes rakendustes, kuid neil on ka piiranguid, mida tuleb konkreetse reaktsiooni jaoks katalüsaatori valimisel arvesse võtta. Vaatamata metallkatalüsaatorite piirangutele on neil keemiatööstuses jätkuvalt oluline roll, võimaldades toota väärtuslikke kemikaale ja materjale.
