بررسی انواع نانو کاتالیست ها

نوع فایل: word

قابل ویرایش 130 صفحه

مقدمه:

ويسنده كتاب مرجع در دوران دانشجويي پروژه اي در مورد «علم سطح» داشته است. براي اين پروژه كتابي از Robert , Mckee را تحت عنوان «شيمي سطح فصل مشترك گاز- فلز "Chemistry of the Metal –Gas Interface" مطالعه كرده است. اين كتاب نقطة شروعي براي آشنايي با علم شيمي سطح بود. اما با كشف Binnig و Rohrer در زمينة تونلهاي اسكن ميكروسكوپي (Scaning Tunnelling Microscopy (STM)) در سال 1983، دانش سطح دچار تغيير شد. از آن به بعد اين توانايي بوجود آمد كه بتوانيم با وضوح زياد از سطوح و گونه هاي bound سطح عكس بگيريم. مدت زيادي طول نكشيد كه Eigler , Schwizer ثابت كردند كه مي توان اين كار را در مقايس اتم انجام داد. بعلاوه تكنولوژي ساخت پردازنده هاي سريعتر و ارزانتر بيشتر و بيشتر به دانش سطح مربوط مي شد.

تكنولوژي STM به ما اين امكان را مي داد كه مكانيك كوانتوم را مشاهده كنيم كاري كه قبلاً امكان آن وجود نداشت. بعنوان مثال ما سطح Si(100) را در دو عكس نشان داده ايم. در عكس2-1-a وضعيت bonding پيوندها به تصوير درآمده است. در عكس2-1-b وضعيت anti bonding شكستن پيوندها نشان داده شده است. همچنانكه انتظار مي رود، شكستن پيوند (anti bonding) گره اي را بين اتمها بوجود مي آورد در حاليكه تشكيل پيندها دانسيته فضاي بين الكترونها را بالا مي برد.

دانش سطح هميشه در ارتباط با علوم در مقياس نانو بوده است. كاتاليست نمودي از شيمي سطح است. با ظهور نانو تكنولوژي، آشكار شد كه كنترل كاتاليست در سطح مولكولي به پارامترهاي بيشتري وابسته است. نوشته حاضر ارايه مطالبي است از نقطه نظر يك دينامسيت براي درك دانش سطح بعنوان زير مجموعه اي از علوم كاتاليست هاي ناهمگن و نانو تكنولوژي.

فهرست مطالب:

فصل 1-كاتاليست و علم سطح

1-1-كاتاليست

1-2-انواع كاتاليزور

1-2-1-كاتاليست هموژن

1-2-2-كاتاليست هاي هتروژن يا ناهمگن

1-2-3-كاتاليست هاي زيستي يا آنزيمها

1-3-كاتاليست هاي هتروژن (ناهمگن)

1-3-1-كاتاليزورهاي توده اي

1-3-2-كاتاليزورهاي پايه اي

1-4-فعاليت و گزينش

1-5-مراحل فعل و انفعال كاتاليستي

1-6-كاتاليزور ايده آل

1-7-سرعت ويژه كاتاليست

1-8-گزينش پذيري

1-9-پايداري

1-10-خصوصيات فيزيكي كاتاليست

1-11-خصوصيات مكانيكي كاتاليست

1-12-تهيه كاتاليست

1-13-موارد مورد استفاده در ساخت كاتاليست

1-14-پايه كاتاليست

1-15-روشهاي ساخت كاتاليزورها

1-15-1-روش رسوب گيري

1-15-2-روش Copercipitation

1-15-3-روش Raney

1-16-كاتاليزورهائي كه غير فعال مي شوند

1-17-مكانيسم غيرفعال شدن كاتاليزور

1-17-1-واكنش هاي فساد

1-17-2-نفوذ حفره اي

1-17-3-انواع حمله سموم به سطح كاتاليزور

1-17-4-ديگر عوامل موثر در فساد

1-18-جذب سطحي

1-19-سينيك جذب سطحي

1-20-جذب سطحي بر روي يك سطح عريان

فصل دوم: نانوكاتاليست

مقدمه

2-1-كاتاليست ناهمگن

2-2-واكنشهاي ناهمگن كجا اهميت پيدا مي كنند؟

2-3-بررسي فرآيند با Fincher-tropsch از نظر شيميايي

2-4-كاتاليست سه گانه

2-5-فراوري نيمه هاديها و نانوتكنولوژي

2-6-ديگر زمينه هاي كاربرد دانش سطح

بخش اول:

2-7-ساختار سطح

2-8-ساختار ايده آل صاف

2-9-ترازهاي سطح بالا و ترازهاي مجاور آن

2-10-سطوح مقابل

2-11-سطوح جفت فلزي

2-12-مفهوم ناهمگني سطح بخاطر مواد جذبي

2-13-بازسازي سطوح تميز

2-14-جزيره ها

2-15-وضعيت الكتروني توده

2-16-فلزات نيم رساناها و نارساناها

بخش دوم

2-17-تحقيقات و بررسي هاي آزمايشي از سطح و ساختار ماده جذب شده

2-18-تكنيكها و روشهاي تحقيقي با توجه به مرور اجمالي

2-19-اسكن گيري يا نمايش ميكروسكوپي حاصل از كاوش و ايجاد سوراخ

2-20-نيروي اتمي ميكروسكوپي

2-21-نمايش و اسكن ميكروسكوپي حفاري يا سوراخ

2-22-مود يا روش تماس يا اتصال

2-23-روش نيروي اصطكاك

2-24-روش غير تماسي

2-24-1-نمايش ميكروسكوپي در نزديكي سطح

2-24-2-پراكندگي الكترون يا انرژي پايين و كم

2-24-3-طيف سنجي الكترونيك

2-25-ادسرپشن لانگ مويريان

2-26-ادسرپشن لانگ مويريان (ادسرپشن مجزا)

2-27-ادسرپشن مويريان مجزا با برهم كنش هاي جانبي

2-28-ايزوترم هاي ادسرپشن: فرآيند جنبش شناسي

2-29-ايزوترم لانگ موير

2-30-دسرپشن برنامه ريزي شده با دما

2-31-بررسي و تجزيه و تحليل كيفي طيف دسرپشن مبني بر دما

2-32-بررسي كيفي طيف دسرپشن مبني بر دما

خلاصه اي از مطالب مهم

بخش سوم

2-33-واكنش هاي سطح پيچيده (كاتاليزكردن و كندن)

2-34-اندازه گيري و سنجش سينتيك سطح و مكانيزم هاي واكنش

2-35-فرآيند هابر-بوش

2-36-از سنتيك هاي ميكروسكوپي تا كاتاليز كردن

فصل سوم: كاربرد نانوكاتاليست در صنعت

3-1-گوگرد زدايي از سوختهاي فسيلي با نانوكاتاليست

3-2-نانوكاتاليست و اينده سوختهاي فسيلي

3-3-پيشرفت هاي نانوكاتاليست داراي اين قابليت هاست

3-4-برخي از كاربردهاي تجاري شده و يا در مرحله تجاري شدن فناوري نانو

3-5-تصفيه گازهاي خروجي از اگزوز با كاتاليزورهاي نانوساختاري

3-5-1-تصفيه پساب هاي صنعتي با استفاده از نانوفيلتراسيون

3-5-2-تصفيه آبهاي آلوده با استفاده از نانو مواد

3-6-كاهش آلايندگي حاصل از سوخت هاي ديزلي با كمك كاتايست هاي اكسيدي لرزان

3-7-كاتاليست ها و پيل هاي سوختي زيستي

3-8-افزايش فعاليت نانوكاتاليست ها توسط آب

3-9-كاتاليست هاي زيست محيطي

3-10-كاربرد نانوكاتاليست ها در هيدروكراكينگ فرآيندهاي پالايش نفت

3-10-1-مقدمه

3-10-2-هيدروكراكينگ

3-10-3-كاربردهاي فناوري نانو در هيدروكراكينگ

3-11-كاربرد مواد نانو متخلخل در پليمريزاسيون و ايزومريزاسيون فرآيندهاي پالايش نفت

3-11-1-مقدمه

3-11-2-پليمريزاسيون

3-11-3-ايزومريزاسيون

3-11-4-كاربردهاي فناوري نانو در پليمريزاسيون و ايزومريزاسيون

3-11-5-ايزومريزاسيون

3-12-طرح هاي كاتاليستي در حال بررسي

3-12-1-بررسي ساخت پوشش هاي كاتدي جهت آزادسازي گاز هيدروژن در فرآيند

3-12-2-بررسي ساخت كمپلكس متالوسني بيس زيركو تيم دي كلريد براي پليمر

3-12-3-بررسي سنتز دي متيل اتراز گاز سنتز بر روي كاتاليست هاي دو عملگر

3-13-استفاده از تكنولوژي نانوكاتاليست براي تهديد كشورهاي خاورميانه

3-14-قابليت هاي پيش بيني شده نانوكاتاليزورها

3-15-تحليل

منابع و مأخذ

منابع و مأخذ:

1.       SURFACE SCIENCE, FOUNDATIONS OF CATALIYSIS AND NANOSCIENCE KURT W.KALASINSKI

2.       سينتيك واكنشهاي كاتاليزي ناهمگن، ميشل بودار، جي، ژگارمارياداسو، ترجمة محمد كاظميني، ايرج ناصر

3.       كاتاليز همگن، جرج دبليو.پارشال، استيون دي.اتيل، ترجمه علي پور جوادي، منصور عابديني

4.       مجموعه اي از مقالات بر گرفته از شبكه هاي اينترنتي