اثر اندازه ، شکل ذره و اندازه حفره بر روی سطح ویژه نانو ذرات کاتالیستی و بازار جهانی نانو کاتالیست

اکنش های کاتالیستی هتروژن بر روی سطح یک کاتالیست جامدکه از سطح ویژه بالایی برخوردار است و معمولاً ساختار پرتخلخل و اسفنجی دارد انجام می شود . در نتیجه مواد با سطح ویژه بالا در فرآیند کاتالیز کردن بدلیل سطح تماس زیاد مورد توجه هستند. در نانو ذرات کسر زیادی از اتم ها در سطح ذرات قرار دارند. از طرفی فعالیت شیمیایی یک کاتالیست متناسب با مقدار سطح ویژۀ آن در واحد حجم است. بنابراین سطح ویژه بالای نانو ذرات باعث می شود که بعنوان یک کاتالیست مناسب مطرح شوند . در این قسمت اثرات اندازه و شکل نانو ذرات بر سطح ویژۀ آنها به کمک یک روش ریاضی بررسی میشود . فناوری نانو امکان تولید کاتالیست هایی با راندمان بسیار بالا را فراهم می کند به طوری که با مقدار ناچیزی نانوکاتالیست می توان صدها تن محصولات پتروشیمی را بدست آورد. از این رو پیش بینی می شودکه بازار ۱۰۰ میلیارد دلاری کاتالیست ها تا چند سال آینده به طور کامل متکی بر کاتالیست های نانو ساختاری خواهد بود. از طرفی، با توجه به اینکه نانوکاتالیست ها هزینه های جاری و ثا بت واحدهای پتروشیمی و پالایشگاهی را کاهش می دهند و فرآیندهای شیمیایی را از نظر اقتصادی بهینه می کنند ولی خود بسیار گران هستند . پیشرفت های اخیر در طراحی، سنتز، شناسایی و کنترل خواص کاتالیست های نانو مقیاس، نشان دهندۀ ضرورت پرداختن به دانش نانوکاتالیست ها به عنوان یک زمینۀ کار و تلاش تحقیقاتی مجزا می باشد. تحقیقات در دانش نانوکاتالیست ها به دنبال درک مفاهیم بنیادی از روابط میان پروسه های سنتز کاتالیستی، مکان های فعال بر روی ساختار اتمی، پدیده های نانو مقیاس، مکانیسم واکنش های شیمیایی، فعالیتهای کاتالیستی، قابلیت انتخاب واکنشهای مطلوب و عمر کاتالیست ها می باشد.

کلید واژه ها: نانو کاتالیست – اثر اندازه – اثر شکل ذره – اثر اندازه حفره – بازار جهانی

نویسندگان: پدرام تاجدینی، کامران ولی زاده، محمدخباززاده، محمدمهدی طهماسبی

ادامه مطلب