a katalizátor olyan anyag, amely felgyorsítja a kémiai reakciót, vagy csökkenti az indításhoz szükséges hőmérsékletet vagy nyomást anélkül, hogy a reakció során elfogyasztaná magát. A katalízis a katalizátor hozzáadásának folyamata a reakció megkönnyítése érdekében.
egy kémiai reakció során a molekulák atomjai közötti kötések megszakadnak, átrendeződnek és újjáépülnek, új molekulákká rekombinálva az atomokat. A katalizátorok hatékonyabbá teszik ezt a folyamatot azáltal, hogy csökkentik az aktiválási energiát, amely az az energiagát, amelyet felül kell keríteni a kémiai reakció bekövetkezéséhez. Ennek eredményeként a katalizátorok megkönnyítik az atomok törését és kémiai kötések kialakulását, hogy új kombinációkat és új anyagokat hozzanak létre.
katalizátorok használata gyorsabb, energiahatékonyabb kémiai reakciókhoz vezet. A katalizátoroknak van egy szelektivitásnak nevezett kulcsfontosságú tulajdonságuk is, amellyel a reakciót a kívánt termék mennyiségének növelésére és a nem kívánt melléktermékek mennyiségének csökkentésére irányíthatják. Teljesen új anyagokat tudnak előállítani, teljesen új potenciális felhasználásokkal.
az elmúlt évtizedekben a tudósok egyre speciálisabb katalizátorokat fejlesztettek ki az alapvető valós alkalmazásokhoz. Különösen az erős katalizátorok alakították át a vegyipart. Ezek az előrelépések biológiailag lebomló műanyagokhoz, új gyógyszerekhez, valamint környezetileg biztonságosabb üzemanyagokhoz és műtrágyákhoz vezettek.
DOE Tudományos Hivatal: Hozzájárulás a katalizátor kutatáshoz
az Energiaügyi Minisztérium (DOE) Tudományos alapenergia-Tudományi programja aktívan támogatja a katalizátorok alapkutatását. A DOE az új katalizátorok tervezésére és a katalizátorok használatára összpontosít a kémiai átalakulások molekuláris és szubmolekuláris szinten történő szabályozására. A DOE kutatás hangsúlyozza ezeknek a reakcióknak a megértését és azt, hogyan lehet hatékonyabbá és célzottabbá tenni őket. A DOE átfogó célja, hogy új koncepciókat dolgozzon ki a katalízisben és az új katalizátorokban, hogy segítse az ipart a fosszilis és megújuló nyersanyagokból származó üzemanyagok és vegyi anyagok hatékonyabb és fenntarthatóbb előállításában. Ez a kutatás elősegíti a napenergia-üzemanyagok előmozdítását, amelyeket a vállalatok a nap és a közös vegyi anyagok, például a szén-dioxid és a nitrogén felhasználásával állítanak elő. Ez a kutatás fejlett módszereket hoz létre az eldobott műanyag új termékekké történő átalakítására is.
Gyors tények
- az emberek évezredek óta használnak katalizátorokat. Például a kenyér készítéséhez használt élesztő enzimeket tartalmaz, amelyek természetes katalizátorok, amelyek elősegítik a liszt kenyérré történő átalakulását.
- a 2005-ös kémiai Nobel-díjat három kutató (Yves Chauvin, Robert H. Grubbs és Richard R. Schrock) kapta a metatézis katalizátorokkal kapcsolatos munkájukért. Dr. Grubbs-t és Schrock – ot részben a DOE támogatta a Nobel-díjas kutatásukért. Dr. Schrockot továbbra is a DOE finanszírozza.
- a 2018-as kémiai Nobel-díjat Frances H. Arnold úttörő munkájáért, hogy irányítsa az enzimek fejlődését olyan alkalmazásokhoz, mint a megújuló üzemanyagok, amelyek környezetileg ártalmatlanok. Részben a DOE finanszírozza.
- látogasson el az Argonne Nemzeti laboratóriumba további hét dologért, amelyeket nem tudhat a katalízisről.
források
- DOE Tudományos hivatal BES programja
- Ismerje meg a DOE kémiai katalizátorok kutatási irányait.
- jelentés: alapvető kutatási igények katalízis tudomány
- hogyan katalizátorok átalakítja a vegyipar, napenergia üzemanyagok, és polimer upcycling.
- Tudományos kiemelés: a katalízis látja a fényt