Association of PVC Pipe and Fitting Producers

سرویس ترجمه انجمن لوله و اتصالات پی وی سی، کاتالیست پلاتین تک اتمی می تواند جایگزینی برای جیوه( با سمیت بالا) در تولید  pvc باشد. کاتالیست پلاتین جدید دو برابر کارآمدتر از کاتالیست های مورد استفاده در صنعت است و می تواند آلودگی ناشی از جیوه را حذف کند و برای رسیدن به مقیاس تولید صنعتی مناسب باشد.

Source: © 2020 Springer Nature

عملکرد کاتالیست پلاتین تک اتمی با گذشت زمان تقلیل نمی یابد و  به همین دلیل بیشتر مورد توجه صنعت قرار گرفته است

تولید وینیل کلراید یکی از رایج ترین فرایندهای صنعتی در جهان است که میزان تولید جهانی آن بالغ بر 50 میلیون تن در سال است. حداکثر یک سوم از این پلیمر با استفاده از روش هیدروکلریناسیون استیلن سنتز می شود که بر یک کاتالیست با پایه جیوه متکی است.

بیش از نیمی از جیوه تولید شده در سراسر جهان  به عنوان کاتالیزور در تولید وینیل کلراید استفاده می شود. برای یافتن راه حلی دوستدار محیط زیست، محققان کاتالیزورهای دیگری به ویژه طلا و روتنیم را با ساپورت کربن فعال کشف کرده اند. با این حال ممکن است مشکلاتی وجود داشته باشد. کاتالیست های بر پایه فلز ممکن است غیر فعال شوند که عمدتا به دلیل کاهش جایگاه فعال فلز ناشی از رسوب غیر آلی و تغییر شکل سطح کاتالیست است.

محققان تصمیم گرفتند از پلاتین به عنوان یک جایگزین استفاده کند. تهیه کاتالیزور ساده است. کربن فعال آغشته به پلاتین در یک محلول آبی اسید کلروپلاتینیک رسوب داده میشود. اتم های پلاتین توسط منافذ کربن مهار می شوند . سپس کاتالیست با گرم شدن، فعال می شود. با استفاده از بارگذاری فلز و شرایط واکنش مشابه با کاتالیزورهای طلا که در مقالات توضیح داده شده است، این تیم موفق شد بهره وری فرایند را دو برابر کند.

با توجه به اینکه در حال حاضر پلاتین 40% ارزانتر از طلا و بارگذاری فلز کمتر است، این فرایند می تواند برای صنایع شیمیایی خیلی جذاب باشد. برای پیدا کردن بهترین کاتالیزور پلاتین، این تیم شرایط سنتزی را برای تولید نانو ساختارهای مختلف فلزی- از اتم های تک تا نانو ذرات- و ساپورت های بر پایه کربن، اصلاح کرده و عملکرد آنها را با استفاده از آزمایشات و تئوری بررسی کرده است.

کارهای محاسباتی همچنین ناپایدارای کاتالیست بر پایه فلزات روی ساپورت کربن دوپ شده با نیتروژن را توضیح می دهد. در چند سال گذشته شیمیدانان از نیتروژن برای مهار بهتر اتم های فلزی روی ساپورت استفاده کرده اند. با این حال این نتایج جدید در واقع نشان می دهد که  تمایل به تشکیل کک ، کاتالیست را مسموم می کند.

Graham Hutchings یک متخصص کاتالیز در دانشگاه کاردیف انگلستان توضیح می دهد که کاتالیزورهای پلاتین تمایل دارند که خیلی سریع غیر فعال شوند و تحت تاثیر این موضوع آنها در حال تلاش هستند که چگونه می توان برای تولید وینیل کلراید با ساپورت کربن آنها را تثبیت کرد.

آنها همچنین به یک حسن انتخاب قابل قیاس در مقایسه با کاتالیزورهای طلای موجود دست یافتند. هیچ اثری از پلیمریزاسیون و یا محصولات جانبی ناخواسته مشاهده نشده است. با این وجود، او در مورد احتمال غالب شدن پلاتین بر طلا مشکوک است. تیم Hutchings با شرکای صنعتی همکاری کرده است تا یک کاتالیست گوگرد- طلا برای تولید وینیل کلراید، سنتز کند که سه تا پنج برابر  فعال تر و در مقیاس تجاری هزاران ساعت پایدار است. اما نتایج نشان میدهد که اتم های طلا تجمع پیدا کرده و غیر فعال می شوند. بعلاوه هنگام استفاده از طلا، برای تهیه کاتالیست اغلب از تیزاب سلطانی استفاده می شود که محیط زیست دوست نیست.

این اولین گزارش از یک کاتالیزور بسیار فعال و پایدار است که برای سنتز وینیل کلراید استفاده می شود و یک شاهراه جدید به سمت کاتالیزورهای سبزتر است. این کار می تواند در چین از اهمیت ویژه ای برخوردار باشد. جایی که بیش از 75% از تولید وینیل کلراید به کاتالیست های بر پایه جیوه وابسته است.