Катализ.Лекция

Содержание

Слайд 2

Катализ в нефтепереработке ЛЕКЦИЯ 2. Роль катализа в развитии современной промышленности.

Катализ в нефтепереработке

ЛЕКЦИЯ 2. Роль катализа в развитии современной промышленности.

Слайд 3

Катализ в нефтепереработке ЛЕКЦИЯ 2. Роль катализа в развитии современной промышленности.

Катализ в нефтепереработке

ЛЕКЦИЯ 2. Роль катализа в развитии современной промышленности.

Слайд 4

Катализ в нефтепереработке ЛЕКЦИЯ 2. Роль катализа в развитии современной промышленности.

Катализ в нефтепереработке

ЛЕКЦИЯ 2. Роль катализа в развитии современной промышленности.
Владимир Николаевич

Ипатьев (1867 – 1952)
Крупнейший ученый, оказавший огромное влияние на развитие промышленного катализа.
Заложил основы катализа высоких давлений.
Алкилирование;
Гидрокрекинг;
Изомеризация.
Слайд 5

Катализ в нефтепереработке ЛЕКЦИЯ 2. Роль катализа в развитии современной промышленности.

Катализ в нефтепереработке

ЛЕКЦИЯ 2. Роль катализа в развитии современной промышленности.

1937 г.

Каталитический крекинг.
Углубление переработки нефти.
1940-1950 гг. Дегидроциклизация парафинов.
Новый источник получения ароматических соединений.
1950-1960 гг. Процессы гидроочистки.
Углубление переработки нефти, повышение качества моторных топлив.
1953-1960 гг. Каталитическая полимеризация олефинов.
Широкое внедрение пластических масс.
1958-1962 гг. Гомогенные катализаторы селективного окисления.
Продукты тонкого органического синтеза, гидрофильные пластики.
1960-1968 гг. Катализаторы гидроформилирования.
Синтез кислородсодержащих соединений из нефти и газа.
1980-1983 гг. Катализаторы превращения метанола в углеводороды.
Вовлечение природного газа в получение моторных топлив.
1985 г. Иммобилизованные ферменты.
- Синтез биологически активных веществ.
Слайд 6

Катализ в нефтепереработке ЛЕКЦИЯ 2. Область применения катализатора.

Катализ в нефтепереработке

ЛЕКЦИЯ 2. Область применения катализатора.

Слайд 7

Катализ в нефтепереработке ЛЕКЦИЯ 2. Катализ и экологически чистая химия. Технология

Катализ в нефтепереработке

ЛЕКЦИЯ 2. Катализ и экологически чистая химия.

Технология называется экологически

чистой, если сырье перерабатывается эффективно, исключается использование токсичных и опасных реагентов и растворителей, а доля отходов или нежелательных продуктов минимизирована.

!

Пример: селективное окисление этилена.

Некаталитический способ.
Три стадии.
Образование соли.

Каталитический способ.
Одна стадия.
Селективность 90%.

Слайд 8

Катализ в нефтепереработке ЛЕКЦИЯ 2. Катализ в решении проблем экологии и

Катализ в нефтепереработке

ЛЕКЦИЯ 2. Катализ в решении проблем экологии и энергетики.

1.

Каталитическое сжигание топлив

Создание высокой температуры;
Небольшой срок работы змеевиков;
Избыток кислорода (воздуха);
Образование оксидов азота;

Оптимальная температура;
Отсутствие «выгорания» рабочих элементов печи;
Стехиометрическое количество кислорода (воздуха);
Резкое снижение содержания оксидов азота среди продуктов горения;

Слайд 9

Катализ в нефтепереработке ЛЕКЦИЯ 2. Катализ в решении проблем экологии и

Катализ в нефтепереработке

ЛЕКЦИЯ 2. Катализ в решении проблем экологии и энергетики.

2.

Системы накапливания солнечной энергии
Слайд 10

Катализ в нефтепереработке ЛЕКЦИЯ 2. Катализ в решении проблем экологии и

Катализ в нефтепереработке

ЛЕКЦИЯ 2. Катализ в решении проблем экологии и энергетики.

2.

Системы накапливания солнечной энергии
Слайд 11

Катализ в нефтепереработке ЛЕКЦИЯ 2. Катализ в решении проблем экологии и

Катализ в нефтепереработке

ЛЕКЦИЯ 2. Катализ в решении проблем экологии и энергетики.

4.

Использование «вредного» тепла от сил трения

Утилизация тепла от трения быстро летящего объекта для производства дополнительного количества энергии.

5. Использование катализа в решении проблем переработки минерального сырья

«Каталитическое вскрытие» руд.

Слайд 12

Катализ в нефтепереработке ЛЕКЦИЯ 2. Катализ в решении проблем экологии и

Катализ в нефтепереработке

ЛЕКЦИЯ 2. Катализ в решении проблем экологии и энергетики.

6.

Создание топливных элементов (к.п.д. > 70%)
Слайд 13

Катализ в нефтепереработке ЛЕКЦИЯ 2. Катализ в решении проблем экологии и

Катализ в нефтепереработке

ЛЕКЦИЯ 2. Катализ в решении проблем экологии и энергетики.

7.

Катализ в ядерной энергетике
Слайд 14

Катализ в нефтепереработке ЛЕКЦИЯ 2. Катализ в решении проблем экологии и

Катализ в нефтепереработке

ЛЕКЦИЯ 2. Катализ в решении проблем экологии и энергетики.

8.

Каталитическое дожигание выхлопных газов

1 – сота; 2 – гофрированный подстилающий слой; 3 – корпус нейтрализатора; 4 – керамическая подложка; 5 - абсорбционный слой; 6 – покрытие из благородных материалов.

Слайд 15

Катализ в нефтепереработке ЛЕКЦИЯ 2. Катализ в решении проблем экологии и

Катализ в нефтепереработке

ЛЕКЦИЯ 2. Катализ в решении проблем экологии и энергетики.

8.

Каталитическая очистка сточных вод

9. Каталитическая переработка дорогих окислителей (компонентов ракетных топлив)

Слайд 16

Катализ в нефтепереработке ЛЕКЦИЯ 2. Тенденции современного развития катализа Переход от

Катализ в нефтепереработке

ЛЕКЦИЯ 2. Тенденции современного развития катализа
Переход от чисто гомогенных

каталитических систем к мультифазным, гетерогенезированным, мембранным;
Переход от чисто гетерогенных каталитических композиций к гомогенизированным (гомогенно-гетерогенным), структурно-организованным;
Вовлечение в проведение процессов фото- и электрокатализа;
Проведение процессов в сверхкритических условиях;
Сопряжение с биокатализом.

(L)2PdCl2 (L = Si(OMe)3 с PPh3) на кремнии – катализатор для реакции Судзуки (получение полиолефинов, стиролов, замещенных бифенилов).

Слайд 17

Катализ в нефтепереработке ЛЕКЦИЯ 2. Тенденции современного развития катализа Модели возможных

Катализ в нефтепереработке

ЛЕКЦИЯ 2. Тенденции современного развития катализа

Модели возможных структур (a)

восьмислойного нанокластера Pd (Pd2060(NO3)360(OAc)360O80), и (b) пятислойного нанокластера Pd (Pd560(NO3)100(OAc)250O10) c ГЦК куботетраэдральной формой.

Использование стабилизированных кристаллитов металлов. Наноразмерные кусочки кристаллической структуры металла, стабилизируемые специальными молекулами (лигандами). Такие «гигантские кластеры» очень стабильны и могут быть отделены от продуктов реакции ультрафильтрацией.

Изображение просвечивающего электронного микроскопа высокого разрешения HR-TEM

Слайд 18

Катализ в нефтепереработке ЛЕКЦИЯ 2. Тенденции современного развития катализа Ситнез дендримеров

Катализ в нефтепереработке

ЛЕКЦИЯ 2. Тенденции современного развития катализа

Ситнез дендримеров (макромолекулы с симметричной

древообразной с регулярными ветвлениями структурой).
Нанореактора;
Гетегенно-гомогенный катализ.

Денример-катализатор.

Схематичное изображение нанореактора.

Слайд 19

Катализ в нефтепереработке ЛЕКЦИЯ 2. Задачи науки о катализе Прямая задача:

Катализ в нефтепереработке

ЛЕКЦИЯ 2. Задачи науки о катализе

Прямая задача: от реального

катализатора к «чистому знанию».
Выявление природы (состава и строения) активных центров катализаторов для проведения конкретных химических превращений.

Обратная задача: от «чистого» знания к реальному катализатору.
Разработка методов получения активных центров с максимально возможной объемной или поверхностной концентрацией.

Слайд 20

Катализ в нефтепереработке ЛЕКЦИЯ 2. Современные возможности Science 14 September 2012

Катализ в нефтепереработке

ЛЕКЦИЯ 2. Современные возможности

Science 14 September 2012 Vol. 337 no. 6100 pp. 1326-1329 


Разрешение AFM достигает 3×10-12 м!