مختلف فعال اجزاء کی بنیاد پر، متضاد اتپریرک کو دھات اور اس کے نمکیات، دھاتی آکسائڈز، اور جامع دھاتی آکسائیڈ کیٹالسٹس میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ ان کی شکل کی بنیاد پر، انہیں کروی، مختصر کالم، اور شہد کے چھتے کی شکلوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ ان کی تیاری کے عمل کی بنیاد پر، انہیں ان میں تقسیم کیا جا سکتا ہے جو سپورٹ استعمال کر رہے ہیں اور جو سپورٹ استعمال نہیں کر رہے ہیں۔
ٹھوس-ریاست کے متضاد اتپریرک بڑے پیمانے پر اتپریرک کے نقصان کو روکتے ہیں، گندے پانی سے الگ ہونا آسان ہوتے ہیں، اور اچھی سرگرمی، اچھی استحکام، اور مختصر علاج کے عمل جیسے فوائد رکھتے ہیں۔
تاہم، متضاد اتپریرک مراحل کے درمیان بڑے پیمانے پر منتقلی ہوتی ہے، اور گندے پانی اور رد عمل کے درمیانی حصے میں معطل ٹھوس مواد کیٹالسٹ ذرات کو لیپت یا مسدود کرنے کا سبب بن سکتے ہیں، جو غیر فعال ہونے کا باعث بنتے ہیں۔
I. اتپریرک کی اقسام
(1) میٹل/سپورٹڈ کیٹالسٹ
متفاوت اتپریرک آکسیڈیشن ٹیکنالوجی میں، عظیم دھاتی اتپریرک ان کی اعلی سرگرمی، طویل عمر، اور مضبوط موافقت کی وجہ سے بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ P, Pd، اور Ru جیسی عمدہ دھاتوں سے بنائے گئے کاتالسٹس میں نہ صرف مطابقت پذیر ہائیڈرو کاربن جذب کرنے کی جگہیں ہوتی ہیں بلکہ بڑی تعداد میں آکسیجن جذب کرنے کی جگہیں بھی ہوتی ہیں، جو سطح کے رد عمل کے آگے بڑھنے کے ساتھ ہی آکسیجن کو ایکٹیویشن اور ہائیڈرو کاربن جذب کرنے کے عمل سے گزر سکتی ہیں۔ بہتر بازی کو حاصل کرنے اور استعمال شدہ دھات کی مقدار کو کم کرنے کے لیے، اعلی مخصوص سطح کے علاقوں، جیسے کہ Al3O2، SiO2، ایکٹیویٹڈ کاربن، TiO2، CeO2، اور ZrO2 والے کیریئرز پر دھاتوں کو سہارا دینے کے لیے اکثر امپریگنیشن کا استعمال کیا جاتا ہے۔
(2) دھاتی آکسائیڈ/سپورٹڈ کیٹالسٹ
اتپریرک آکسیڈیشن کے عمل میں اتپریرک کے انتخاب کے لیے متعدد عوامل پر غور کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے کہ محلول کی خصوصیات، اتپریرک کی اتپریرک صلاحیت، اور پانی میں اس کا حرارتی استحکام۔ ان میں سے، دھاتی آکسائڈ ان کے اعلی استحکام اور اچھی سرگرمی کی وجہ سے انتہائی قابل قدر ہیں۔
ان کے استحکام کی بنیاد پر، اتپریرک کی درجہ بندی اس طرح کی جا سکتی ہے: 1. وہ آکسائیڈ جو زیادہ آکسیڈیشن کے حالات میں زیادہ مستحکم ہوتے ہیں، جیسے ٹائٹینیم آکسائیڈ، وینیڈیم آکسائیڈ، کرومیم آکسائیڈ، میگنیشیم آکسائیڈ، زنک آکسائیڈ، اور ایلومینیم آکسائیڈ؛ 2. معتدل استحکام کے ساتھ آکسائڈز، جیسے آئرن آکسائیڈ، کوبالٹ آکسائیڈ، نکل آکسائیڈ، اور لیڈ آکسائیڈ؛ 3. غیر مستحکم ہائی-آکسیڈیشن-اسٹیٹ آکسائیڈ اور نوبل دھاتیں، جیسے پلاٹینم، پیلیڈیم، روتھینیم، اور سونا۔
(3) جامع آکسائیڈ/سپورٹڈ کیٹالسٹ
اتپریرک سرگرمی کے ضابطے کے تکمیلی اصول کی بنیاد پر، جامع آکسائیڈ کاتالسٹوں سے اعلیٰ اتپریرک سرگرمی حاصل کرنے کی توقع کی جاتی ہے۔ ہم آہنگی کے اثرات اتپریرک کی سرگرمی کو بڑھا سکتے ہیں اور فعال اجزاء کی تحلیل کو روک سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، Fe(III)، Pt، یا Ru کے آکسائیڈز کے ساتھ CoO، CuO، یا NiO کا مجموعہ ایک مؤثر آکسیکرن کیٹالسٹ ہے۔
II کیٹالسٹ سلیکشن کی بنیاد
(1) اتپریرک انتخاب
ایک اتپریرک کا انتخاب کرتے وقت، عام طور پر مندرجہ ذیل خصوصیات کے ساتھ اتپریرک استعمال کیا جانا چاہئے:
1. تیز آکسیکرن کی شرح اور بہتر مرحلے کا رابطہ، اس طرح رد عمل کو تیز کرتا ہے۔
2. غیر-انتخابی، مکمل آکسیکرن کو فعال کرنا؛
3. گرم تیزابی محلول میں مستحکم فزیکو کیمیکل خصوصیات؛
4. اعلی درجہ حرارت پر اعلی سرگرمی اور لمبی عمر، اور زہروں کے لیے غیر حساس؛
5. اعلی میکانی طاقت اور لباس مزاحمت.
(2) کیٹالسٹ سپورٹ سلیکشن
اتپریرک سپورٹ ذرات کی تشکیل کی بنیاد پر، اسے تقریباً تین اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: ذرات کی حمایت، موٹے-دانے دار سپورٹ، اور ذیلی ذخائر۔
اتپریرک استعمال کرتے وقت، عام طور پر درج ذیل نکات پر غور کیا جاتا ہے:
1. کیمیائی ساخت اور بازی؛
2. سطح طبعی کیمیکل خصوصیات-پوراسٹی، جذب، الیکٹرو کیمیکل اور مکینیکل خصوصیات؛
3. موٹائی اور فعال مواد کی مقدار جو لوڈ کیا جا سکتا ہے؛
4. مخصوص طاقت اور استحکام؛
5. کیمیائی استحکام؛
6. گھرشن مزاحمت، سختی، اور compressive طاقت؛
7. اتپریرک رد عمل میں شرکت۔
III کاتالسٹ کے غیر فعال ہونے کی وجوہات
اعلی سرگرمی اور اچھی انتخاب کے علاوہ، اتپریرک کو اچھی میکانکی طاقت اور استحکام بھی ہونا چاہیے، استحکام ان کی سرگرمی کو کم کرنے کی صلاحیت کو متاثر کرتا ہے۔
استعمال کی مدت کے بعد، کیٹالسٹ غیر فعال ہونے کا تجربہ کریں گے، بنیادی طور پر اتپریرک مواد اور کوکنگ کے ضائع ہونے کی وجہ سے۔
اتپریرک نقصان غیر فعال ہونے کی ایک بڑی وجہ ہے۔ یہ نقصان بنیادی طور پر پی ایچ سے متاثر ہوتا ہے، جس کی وجہ سے فعال اجزاء تحلیل ہوتے ہیں۔ تجرباتی مطالعات سے معلوم ہوا ہے کہ گندے پانی کی پی ایچ مائع مرحلے میں نامیاتی مادے کے آکسیکرن پر نمایاں اثر ڈالتی ہے۔
مثال کے طور پر، متفاوت اوزون کاتالسٹ تیزابی حالات میں کم رد عمل کی شرح اور اعلی غیر فعال ہونے کی شرح کو ظاہر کرتے ہیں۔ پی ایچ 7 پر اتپریرک کا نقصان کم سے کم ہوتا ہے۔ جب پی ایچ 7 سے زیادہ لیکن 9 سے کم ہوتا ہے، تو کوئی اتپریرک نقصان نہیں ہوتا ہے۔ تاہم، جب pH 10 سے زیادہ ہے، رد عمل کی شرح کم رہتی ہے۔ لہذا، pH قدر کو ایڈجسٹ کرنے سے اتپریرک کے نقصان کو کم یا روکا جا سکتا ہے۔
کیٹالسٹ کوکنگ غیر فعال ہونے کی ایک اور بڑی وجہ ہے، جسے کیٹالسٹ فاؤلنگ ڈی ایکٹیویشن بھی کہا جاتا ہے۔ یہ بنیادی طور پر کاربن، نائٹروجن، اور دیگر مادوں کے اتپریرک کی سطح پر ردعمل کے دوران پیدا ہونے کی وجہ سے ہوتا ہے۔ انجینئرنگ ایپلی کیشنز نے اس بات کی تصدیق کی ہے کہ کچھ متضاد اتپریرک ایک خاص وقت کی حد کے اندر اعلی تنزلی کی شرح کو ظاہر کرتے ہیں، اس کے بعد غیر فعال ہونا۔ انرجی فوٹو الیکٹرو کیمیکل کرومیٹوگرافی (ESCA) اتپریرک سطح کے تجزیہ سے کاربن کے جمع ہونے کا پتہ چلتا ہے، جو مائع مرحلے اور اتپریرک سطح میں ری ایکٹنٹس کے درمیان رابطے میں رکاوٹ بنتا ہے، اس طرح غیر فعال ہونے کا باعث بنتا ہے۔
