Hej tamo! Kao dobavljač metalnih katalizatora, imao sam priličan udio dubokih zarona u svijet ovih nevjerojatnih tvari. Metalni katalizatori super su važni u čitavoj gomili industrija, poput kemijske proizvodnje, zaštite okoliša i proizvodnje energije. Ubrzavaju kemijske reakcije bez da se sami ne povećaju, što je samo umu - puhanje. Danas ću razgovarati o katalitičkim mehanizmima različitih metalnih katalizatora.
Počnimo s osnovama. Katalizatori djeluju pružajući alternativni reakcijski put s nižom energijom aktivacije. To znači da više molekula reaktanata ima dovoljno energije za reakciju, tako da se reakcija događa brže. Metalni katalizatori posebno su hladni jer to mogu učiniti na gomilu različitih načina, ovisno o metalu i reakcijskim uvjetima.
Katalizatori prijelaznog metala
Prijelazni metali neki su od najčešće korištenih metalnih katalizatora. Imaju neispunjene d - orbitale, što im omogućuje formiranje koordinacijskih kompleksa s molekulama reaktanata. Uzmimo za primjer platinu (PT). Platinum se široko koristi u katalitičkim pretvaračima u automobilima. Katalitički mehanizam platine u katalitičkom pretvaraču uključuje korake adsorpcije, reakcije i desorpcije.
Prvo, ispušni plinovi, koji sadrže onečišćujuće tvari poput ugljičnog monoksida (CO), neizgrađenih ugljikovodika (HC) i dušičnih oksida (NOₓ), dolaze u kontakt s površinom platine. Molekule reaktanata adsorbiraju se na površinu platine. Ova adsorpcija slabi veze unutar molekula reaktanata, čineći ih reaktivnijim. Na primjer, kada se CO adsorbira na platini, veza s kisikom - kisik se rasteže i oslabi.
Zatim adsorbirane molekule reagiraju jedna s drugom. U slučaju CO i kisika (O₂) na površini platine, molekula kisika također se adsorbira i disocira u atome kisika. Ti atomi kisika tada reagiraju s adsorbiranim CO molekulama kako bi nastali ugljični dioksid (CO₂).
Konačno, molekule proizvoda, poput CO₂ -a, desorbiraju se s površine platine, oslobađajući površinu za više molekula reaktanata na adsorb. Ovaj ciklus nastavlja ponavljati, pretvarajući štetne zagađivače u manje štetne tvari.
Drugi dobro - poznati katalizator prijelaznog metala je Palladium (PD). Paladij se često koristi u reakcijama hidrogeniranja, gdje se vodik (H₂) dodaje nezasićenim organskim spojevima. Katalitički mehanizam ovdje započinje adsorpcijom H₂ na površini paladija. Molekula H₂ disocira se u atome vodika na površini paladija. Ovi atomi vodika tada se adsorbiraju na paladiju i mogu reagirati s nezasićenim organskim spojem koji se također adsorbira na površini. Dvostruke ili trostruke veze u organskom spoju su slomljene, a dodani su atomi vodika, što rezultira zasićenim organskim spojem.
Metalni katalizatori glavne grupe
Metali glavne grupe također igraju važnu ulogu kao katalizatori. Jedan od primjera je aluminijski klorid (Alcl₃), koji je katalizator Lewisove kiseline. U reakcijama Friedel - zanata, Alcl₃ djeluje kao katalizator za promicanje alkilacije ili acilacije aromatskih spojeva.
Katalitički mehanizam Alcl₃ u reakciji alkilacije Friedel - zanata započinje stvaranjem kompleksa između alcl₃ i alkil halida. Alcl₃ prihvaća par elektrona iz atoma halogena u alkil halogenidu, stvarajući pozitivno nabijeni karbonijski ion. Ovaj karbonijumski ion snažan je elektrofil.
Aromatski spoj tada reagira s ovim elektrofilom. Π - elektroni u aromatskom prstenu napadaju karbonijski ion, tvoreći novu ugljičnu ugljičnu vezu. Tijekom ovog procesa formira se pozitivno nabijeni posrednik.
Konačno, proton se uklanja iz intermedijara, a aromatičnost prstena se vraća. ALCL₃ katalizator se regenerira u procesu i može se koristiti za daljnje reakcije.
Organometalni katalizatori
Organometalni katalizatori su posebna vrsta metalnih katalizatora koji sadrže metalne veze. Jedan od najpoznatijih organometalnih katalizatora je Wilkinsonov katalizator, RHCL (PPH₃) ₃ (gdje je pH fenilna skupina). Ovaj se katalizator koristi u homogenim reakcijama hidrogeniranja.
Katalitički ciklus Wilkinsonovog katalizatora započinje disocijacijom jednog od trifenilfosfina (PPH₃) liganda iz centra Rhodium (RH). Zatim, molekula vodika koordinira u Rhodium centar i podvrgava se oksidativnom dodatku. To znači da se vodikovo -vodikova veza razbije, a dva atoma vodika dodaju se u Rhodium centar, povećavajući njegovo oksidacijsko stanje.
Nezasićeni organski supstrat tada koordinira u Rhodium centar. Događa se migratorno umetanje, gdje jedan od atoma vodika na rodiju prelazi na nezasićeni supstrat, tvoreći novu vezu ugljika - vodikovu.
Konačno, odvija se reduktivno uklanjanje. Molekula proizvoda oslobađa se iz Rhodium centra, a katalizator se regenerira koordinacijom novog PPH₃ liganda.
Sada, razgovarajmo o nekim metalnim katalizatorima koje isporučujemo. ImamoT9 Katalizator. T9 katalizator se široko koristi u proizvodnji poliuretanskih pjena. Uglavnom djeluje kao gelacijski katalizator, koji pomaže u stvaranju polimerne mreže u poliuretanskoj pjeni. Katalitički mehanizam T9 katalizatora uključuje koordinaciju s molekulama izocijanata i poliola u reakciji poliuretana. Pomaže u aktiviranju reaktivnih skupina na tim molekulama, promičući reakciju između njih da tvori poliuretanski polimer.
Još jedan jeDBTDL: 77 - 58 - 7, što znači dibutiltin dilaurate. DBTDL se također koristi u proizvodnji poliuretana. Ima dvostruki katalitički učinak. Može katalizirati i reakciju gelacije (reakcija između poliola i izocijanata da tvori polimerni lanac) i reakciju puhanja (reakcija između izocijanata i vode za stvaranje plina ugljičnog dioksida, što uzrokuje širenje pjene). Tin atom u DBTDL može se koordinirati s atomima kisika u molekulama izocijanata i poliola, olakšavajući reakciju između njih.
Nudimo iMB20 katalizator. MB20 katalizator je višenamjenski katalizator za poliuretanske primjene. Može poboljšati brzinu reakcije i fizička svojstva poliuretanskih proizvoda. Točan katalitički mehanizam MB20 katalizatora je malo složen i uključuje interakcije s različitim komponentama u poliuretanskoj formulaciji, ali općenito pomaže u optimizaciji reakcijske kinetike i konačne kvalitete proizvoda.
Ako ste na tržištu za visokokvalitetne metalne katalizatore za vaše industrijske procese, tu smo da pomognemo. Bilo da vam trebaju katalizatori za kemijsku sintezu, primjenu okoliša ili proizvodnju polimera, imamo širok spektar mogućnosti da zadovolji vaše potrebe. Kontaktirajte nas kako biste započeli raspravu o nabavi i saznali kako naši metalni katalizatori mogu poboljšati vašu učinkovitost proizvodnje i kvalitetu proizvoda.
Reference
- Collman, JP, Hegedus, LS, Norton, JR, & Finke, RG (2014). Načela i primjene kemije metala organotranzicije. Sveučilišne znanstvene knjige.
- Thomas, JM, & Thomas, WJ (2017). Načela i praksa heterogene katalize. Wiley - vch.
- Cornils, B., & Herrmann, WA (ur.). (2013). Primijenjena homogena kataliza s organometalnim spojevima. Wiley - vch.
