Для чего служит катализатор: Для чего нужен катализатор в автомобиле — Лайфхак

Для чего служит автокатализатор, роль, назначение, функции

У современных машин, работающих на бензиновых или дизельных моторах, в обязательном порядке в выхлопной имеются каталитические нейтрализаторы (КН). При этом сажевые фильтры предусмотрены в машинах первого плана, а ТС второго плана оснащены фильтрами из металла или керамики. Для чего служит катализатор?

Задача устройств заключается в том, чтобы снизить количество отравляющих элементов, которые попадают в окружающую среду вместе с выхлопными газами. 

Как работает и устроен каталитический нейтрализатор

Вначале в устройстве происходит фильтрация выхлопных газов, а затем их дальнейшая регенерация. В процессе работы стенки фильтра постепенно загрязняются, так как на них остаются продукты горения. Как результат — внутри катализатора происходит скопление вредных для человека отходов, мешающих выходу в атмосферу отработанных выхлопных газов. Это негативным образом влияет на мощность мотора.

Вывод: замену изношенного катализатора следует проводить как можно быстрее, при первых признаках его выхода из строя.

Внутри фильтрующие устройства покрываются специальным каталитическим слоем. Когда он соприкасается с раскалёнными химическими веществами, возникающими в процессе сгорания топлива, то возникает химическая реакция с последующим обезвреживанием опасных элементов. 

Каталитический нейтрализатор находится недалеко от силового агрегата автомобиля, сразу позади коллектора выпуска. Именно там температура выхлопных газов максимально высокая.

Главная составная часть фильтра, изготовленного из керамики — особая матрица из такого же материала, представляющая собой мелкоячеистую структуру. В ней расположены каналы, имеющие очень маленькое сечение. Каналы имеют пористые стенки и обладают функцией фильтра. Для ускорения протекания химических реакций на поверхность керамических сот нанесены драгоценные металлы. Сама матрица облачена в прочный герметичный корпус.

Что касается металлических аналогов, то блоки у них тоже металлические и имеют такое же каталитическое покрытие.

Причины, по которым нейтрализатор выходит из строя

От того, в каком состоянии находится каталитический нейтрализатор автомобиля, напрямую зависит расход бензина или дизельного топлива. При забитом устройстве работа машины становится хуже. Теоретически нейтрализаторы рассчитаны примерно на 100 000 или 120 000 км пробега, после чего их нужно менять. Слой, состоящий из драгметаллов, который производители наносят на керамику, становится слишком тонким. Своих функций изношенный катализатор выполнять уже не может.

Можно ли удалять катализатор? Да, но стоит помнить о последствиях. В первую очередь выхлопы будут попадать в атмосферу, загрязняя ее. Во-вторых, ваше авто не пройдет техосмотр. В-третьих, при недостаточной изоляции салона токсичный дым будет просачиваться в салон, вызывая тошноту и головную боль. В четвертых, надо быть готовым к затратам на перепрошивку ЭБУ и монтаж «альтернативы» для корректной работы авто.

Бывают и случаи, когда нейтрализатор нуждается в ремонте или замене намного раньше установленных сроков. В качестве причин его преждевременного износа часто выступают: 

• топливо низкого качества. Если горючее плохое, то в нём содержится большое количество свинца, «убивающего» катализатор, быстрее засоряя соты;
• высокий расход масла в двигателе, когда он неисправен. Происходят сгорание лишнего масла в цилиндрах и его попадание в выхлопную систему;
• пропуск зажигания. Сгорания бензина в цилиндрах не происходит, а остаточные горючее и масло быстро засоряют систему выхлопа, разрушая нейтрализатор;
• повреждения механического плана. Поскольку катализаторы очень хрупкие, их могут легко вывести из строя агрессивная езда водителя или неправильная эксплуатация транспортного средства. 

Важно помнить о том, что в более чем 80% случаев, когда катализатор неисправен, приходится полностью менять мотор.

Основные симптомы забитых преобразователей

Для предотвращения поломки нужно своевременно диагностировать машину и знать о том, как выглядят основные симптомы выхода из строя каталитического нейтрализатора: 

• при запуске силовой агрегат мотор работает плохо и быстро глохнет, а на панели загорается световой индикатор Check Engine, который имеет прямое отношение к двигателю. Выхлопы выходят из трубы очень слабо;
• машина теряет мощность и динамику езды. Когда водитель нажимает на газ, она даёт слабый отклик. Расход топлива и масла становится больше;
• при холодном пуске мотора в салоне возникает характерный резкий запах: верный признак того, что катализатор разрушен. 

Также, когда двигатель перегазовывают или разгоняют, это сопровождается характерным металлическим звуком. 

Плюсы сотрудничества с нашей компанией

Автокатализатор — это фильтр и он имеет определённый срок службы. Когда происходит засорение КН, то автомобиль теряет показатели своей мощности. Расход бензина становится намного выше, износ агрегатов и узлов происходит гораздо быстрее. Для предотвращения подобных ситуаций фильтр следует заменить или удалить полностью. 

Катализатор, вышедший из строя, необходимо правильно утилизировать. Это не бытовой мусор, ему несвойственно естественное разложение. Нейтрализаторы относят к классу токсичных отходов, поэтому для их сдачи нужно найти специальный приёмный пункт.

Наша фирма готова купить у вас старый катализатор, предложив за него выгодное вознаграждение. Что касается размера денежной компенсации, то он будет определён после того, как мастер тщательно изучит устройство уже на месте. 

Мы всегда готовы купить бу катализатор как от российских, так и от импортных автомобилей. Неважно, в каком состоянии они находятся. Устройства могут быть битыми, измельчёнными, колотыми и т.д. Обращайтесь к нам, если вы заметили характерные признаки выхода нейтрализатора из строя, и мы предложим водителям выгодные условия покупки. Расчёт стоимости бу катализатора наш сотрудник проводит при клиенте. Проверяя отработанные катализаторы, мы используем спектральный анализ, позволяющий точно определить, сколько они стоят. На сумму влияет и то, какое количество драгметаллов осталось в устройстве, а также год, в котором был выпущен автомобиль, и объём мотора.

Что такое катализатор: когда нужна его замена

Многие автолюбители наверняка слышали про каталитический нейтрализатор (или просто про катализатор) и о том, какую функцию он выполняет в работе выхлопной системы, и автомобиля – в целом. Однако, о его расположении и подробное описание знает не каждый. Ниже постараемся разложить все по «полочкам»: рассмотрим терминологию, предназначение и меры, которые необходимы при его неисправности. Итак, что такое катализатор?

Терминология, принцип действия, конструкция

Что такое катализатор? Каталитический нейтрализатор – один из важнейших узлов, который входит в состав системы выхлопа. Задача данного элемента выхлопа заключается в снижении вредных веществ, которые в виде отработанных газов выходят в атмосферу. Такими веществами, в частности, являются оксиды азота (NO2 и NO), углеводород (CH), окись углерода (СO) – данные химические элементы обладают крайней токсичностью и являются составными смога.

Принцип действия

Катализатор в автомобиле действует по следующему принципу: происходит его нагрев от отработанных газов, а после – в нем догорают вредные химические элементы, в результате чего из выхлопной трубы на выходе получается отходная масса, которая соответствует экологическим нормам.

Каталитический нейтрализатор состоит из керамической (либо металлической) сотовой конструкции. Она увеличивает площадь взаимодействия отработанных газов с поверхностью, покрытой каталитическим слоем. Поверх конструкции отлит специальный платиноиридиевый сплав. Все это обеспечивает реакцию окисления окиси азота и углеводорода. Как итог – на выходе получаются вполне экологичные CO2 и N2.
С чем могут быть связаны возможные неисправности каталитического нейтрализатора?

1. Уничтожение каталитического слоя
   Если автомобиль эксплуатируется в соответствии со всеми предписанными правилами, то причиной его неисправности может послужить каталитический слой, который сгорает. Уменьшенная площадь сот, провоцирует неполное выполнение функций. Иными словами, он перестает бороться с выхлопными газами путем их дожигания, в результате чего в атмосферу начинает попадать больше вредных выбросов. В случае превышения установленных значений (запрограммированы в блоке управления) на панель приборов выводится соответствующее предупреждение в виде лампочки-индикатора «Check Engine».
   Диагностика покажет, что блок управления (ЭБУ) хранит в себе код ошибки, которая расшифровывается как «некорректная работа каталитического нейтрализатора».
   В целом катализатор служит достаточно долго при нормальной эксплуатации, которая предусматривает качественное топливо и исправную выхлопную систему. Информация о статусе вредного выхлопа выдается особым датчиком, он называется – лямбда-зонд, и располагается непосредственно под каталитическим нейтрализатором.
2. Неполадки в системе смесеобразования
   Каталитический нейтрализатор может выйти из строя в результате некорректной работы системы образования смеси, а также системы зажигания. Если это происходит, то сотовые ячейки забиваются, что затрудняет процесс окисления смеси катализатором.
3. Плохое топливо. Еще одна причина, в результате которой могут появиться неполадки – низкокачественное топливо.

   Забитый катализатор

   В нем может содержаться тетраэтилсвинец в количестве, которое превышает допустимые значения. Данное вещество используют с целью повышения октанового числа в бензине. В результате многократных заправок таким бензином, каталитический слой покрывается тетраэтилсвинцом, что и становится причиной некорректной работы каталитического нейтрализатора.

 

Что делать, если катализатор вышел из строя?

Вряд ли удастся отремонтировать неисправный каталитический нейтрализатор, поэтому единственный выход – это его замена. Данная процедура может обойтись в весьма кругленькую сумму из-за сложной конструкции катализатора (фланцевые соединения, бак и выпускной коллектор) а также дорогостоящих металлов в его составе. В специализированном автомобильном сервисе могут предложить ряд альтернатив неисправному каталитическому нейтрализатору, но нужно понимать, что вышедший из строя узел восстановлению не подлежит. Итак:

1. Универсальный катализатор
   Это бочка каталитического нейтрализатора. Она вваривается в систему выхлопа отработавших газов на место неисправного узла. Причем, замене подлежит только сам катализатор, а трубка (магистраль) остается нетронутой. Универсальный катализатор – наиболее предпочтительный вариант с точки зрения экономии, хотя все зависит от размеров и характеристик.
2. Пламегаситель. Каталитический нейтрализатор в полном составе удаляется из системы отработавших газов. На освободившееся место монтируется потенциальный резонатор (пламегаситель). Причем, в задачу пламегасителя не входит очищение выхлопных газов – он выравнивает фон выхода отработавших газов и удаляет ненужный фоновый шум.
3. Обманка лямбда-зонда. Решение выгодное экономически, но экология страдает значительно. Обманка может быть в виде проставки (дистанцирует датчик от потоков отработавших газов), или в качестве небольшой схемки, которая включается в себя конденсатор и резистор. Такая схемка способна искажать информацию, поставляемую кислородным датчиком. В результате чего, ЭБУ работает в штатном режиме и принимает полученные данные за приемлемый экологический показатель, тогда как каталитического нейтрализатора может вовсе и не быть.

Что происходит с силовым агрегатом при отсутствии катализатора?

Датчик кислорода (лямбда-зонд) служит с целью выявления кислородной концентрации в составе отработавших газов. Именно посредством балансирования стабильного соотношения воздух/топливо в системе выхлопа обеспечивается корректная работа силового агрегата. Вот здесь то и нужен кислородный датчик, находящийся в выхлопной системе. Контроль концентрации кислорода в отработавших газах называется лямбда-регулированием. Зачастую, присутствуют два датчика –один расположен непосредственно перед катализатором, а другой – и за ним.

Датчики необходимы для оптимального соотношения воздуха и горючей смеси, что обеспечивает корректность работы силовой установки.

Два кислородных датчика в системе

Бытует мнение относительно того, что датчик, установленный после нейтрализатора, необходим для определения некорректной работы каталитического нейтрализатора. Что ж, данное утверждение соответствует действительности. Но что случится при удалении катализатора с ЭБУ? Например, нейтрализатор таки снят – тогда второй датчик выявит неполадку и в автоматическом подстроит смесь для уменьшения степени токсичности выхлопа. Но выполнение данной процедуры возможно лишь посредством увеличения процентного соотношения воздуха в горючей смеси. В результате чего смесь обогащается, а это ведет к уменьшению мощностного потенциала двигателя. Проще говоря, ЭБУ переключается в аварийный режим и запускает процесс образования соответствующей усредненной смеси с одной лишь целью – непрекращающейся работы силовой установки. Причем подача топлива является второстепенной задачей.
Чтобы вернуть приемлемый расход топлива, необходимо вывести силовой агрегат из аварийного режима работы в исходный. Для это вышедший из строя каталитический нейтрализатор подвергается замене, а ЭБУ «перепрошивается» на стандарт Евро-2. Либо ставится спец-обманка на второй датчик кислорода.

Вердикт — замена

Итак, мы выяснили что такое катализатор, и для чего он нужен машине. Если данный элемент выхлопа работает корректно, то можно говорить о приемлемом расходе топлива, и в целом – о корректной работе всего силового агрегата. Если же имеются неполадки, то разумным решением, хоть и не самым дешевым будет его полная замена.

Каталитические нейтрализаторы — Что такое Каталитические нейтрализаторы?

Каталитический нейтрализатор (обиходное название – катализатор) предназначен для снижения токсичности отработавших газов

Нейтрализатор — устройство в выхлопной системе, предназначенное для снижения токсичности отработавших газов посредством восстановления оксидов азота и использования полученного кислорода для дожига угарного газа и недогоревших углеводородов. 

Основным требованием к успешной работе катализатора является стехиометрическое соотношение топлива и кислорода.

Задачей автомобильного каталитического нейтрализатора является снижение количества вредных веществ в выхлопных газах.

Среди них:

• окись углерода (СО) — ядовитый газ без цвета и запаха;

• углеводороды (CH), также известные как летучие органические соединения — один из главных компонентов смога, образуется за счет неполного сгорания топлива;

• оксиды азота (NO и NO2, которые часто объединяют под обозначением NOx) ­­­­­­- также являются компонентом смога, а также кислотных дождей, оказывают влияние на слизистую человека.

Принцип работы

Каталитический нейтрализатор расположен либо на приемной трубе, либо сразу после нее.

Внутри корпуса каталитического нейтрализатора находится керамическая сотовая конструкция.

Соты нужны, чтобы увеличить площадь контакта выхлопных газов с поверхностью, на которую нанесен тонкий слой платиноиридиевого сплава.

Недогоревшие остатки (CO, CH, NO) касаясь поверхности каталитического слоя, окисляются до конца кислородом, присутствующим также в выхлопных газах.

В результате реакции выделяется тепло, разогревающее катализатор и, тем самым, активизируется реакция окисления.

В конечном итоге на выходе из катализатора (исправного) выхлопные газы содержат в основном N₂ и СО₂.

Катализаторы в дизельных двигателях

Каталитические преобразователи дизельных двигателей плохо справляются с сокращением выбросов NOx.

Одна из причин в том, что дизельные двигатели сами по себе функционируют в более низком температурном режиме, чем бензиновые, а преобразователи работают лучше при нагреве.

Некоторые ведущие эксперты в области «зеленого» автомобилестроения придумали новую выхлопную систему, которая помогает исправить этот недостаток.

Они впрыскивают водный раствор мочевины в выхлопную трубу до того, как газы достигнут преобразователя.

При этом возникает химическая реакция, которая уменьшает количество NOx.

Карбамид, также известный как мочевина — органическое соединение углерода, азота, кислорода и водорода.

Его можно обнаружить в моче млекопитающих и земноводных, что и объясняет такое название.

Мочевина реагирует с NOx с получением азота и водяного пара, снижая количество оксидов азота в выхлопных газах более чем на 90%.

Химики МГУ лишили автомобили драгоценных катализаторов

Сотрудники химического факультета МГУ синтезировали сложный катализатор на основе оксида церия и определили, как влияют на свойства катализатора добавка марганца. Исследованные оксиды могут заменить дорогостоящие катализаторы, содержащие родий, платину и палладий. Результаты работы опубликованы в журнале Applied Surface Science.

До появления каталитических конвертеров выхлопных газов, которыми сейчас оборудуют все автомобили, воздух на улицах городов и на автомобильных трассах содержал в десятки раз больше опасных веществ – монооксида углерода, оксидов азота, углеводородов. Эти вещества вызывают расстройства дыхательной системы, порождают обычный и фотохимический смог, угнетают растительность и вызывают множество других неприятных последствий.

Сейчас каталитические конверторы содержат катализаторы сложного состава (трехмаршрутные). Они снижают токсичность отработанных газов: восстанавливают оксиды азота, окисляют углеводороды и угарный газ CO до нетоксичного CO2. Очень важно, чтобы катализаторы эффективно действовали при нестационарных режимах работы двигателей, например, при запуске, в пробках. Для этого они должны содержать компоненты, работающие в широком интервале температур.

Трехмаршрутные катализаторы содержат в качестве основных компонентов диоксид церия и наночастицы благородных металлов (платины или палладия и родия). Диоксид церия служит «кислородным буфером» за счет своей уникальной способности в зависимости от реакционных условий отдавать для реакции окисления кислород из кристаллической решетки или же, наоборот, поглощать его из газовой фазы для восстановления своего состава. Второй компонент — частицы благородных металлов. Они играют роль активных центров катализатора, ускоряющих превращение монооксида углерода и углеводородов в углекислый газ, а оксидов азота – в безопасный молекулярный азот. Недостаток таких систем в высокой стоимости и неустойчивости металлических частиц к действию высоких температур и различных каталитических ядов.

Решить указанные выше проблемы возможно путем замены частиц благородных металлов на оксиды переходных металлов, которые могут улучшить собственные каталитические свойства диоксида церия. Многие оксиды металлов, способных менять степень окисления, служат перспективными кандидатами на роль таких катализаторов. Однако очень важно найти наиболее перспективный способ введения добавки в состав каталитической системы, чтобы добиться максимальной ее эффективности.

«Исследователи из лаборатории катализа и газовой электрохимии МГУ под руководством доктора химических наук, ведущего научного сотрудника Екатерины Локтевой синтезировали несколькими способами смешанные оксидные системы, способные заменить собой драгоценные металлы в катализаторах», — сообщил и. о. декана химического факультета МГУ Степан Калмыков. Системы включают смешанный оксид церия-циркония с добавкой оксида марганца: его вводили в систему либо на стадии синтеза церий-циркониевой системы или путем пропитки уже приготовленного двойного оксида Ce0,8Zr0,2O2 раствором ацетата марганца.

В зависимости от способа синтеза авторы получили сложные оксиды с различными физико-химическими характеристиками. В составе катализаторов, синтезированных одновременно из соединений трех металлов, наночастицы оксидов марганца равномерно распределены по поверхности, а некоторая часть ионов марганца встроена в узлы кристаллической решетки сложного оксида. Если же марганец добавляли к уже приготовленному двойному оксиду церия-циркония, он распределялся в катализаторе неравномерно: наночастицы оксида марганца образовывали участки на поверхности церий-циркониевой матрицы.

Как выяснили ученые, разное распределение оксидов марганца изменяет каталитические свойства в реакции окисления моноксида углерода. Неравномерная локализация оксида марганца улучшает каталитические характеристики сложного оксида: частицы оксида марганца не закрывают всю поверхность церий-циркониевой системы, благодаря чему активный кислород из структуры матрицы участвует в процессе окисления и повышает эффективность каталитической реакции.

«Цель нашей работы состояла в том, чтобы выяснить, как лучше проводить модификацию марганцем, а также в какой форме марганец окажет более сильное положительное влияние на каталитические свойства. Думаю, что мы в определенной степени с этим справились. Однако и концентрация марганца может сильно влиять на эффективность каталитической системы. Это отдельный вопрос, требующий дальнейшего исследования», — комментирует один из авторов работы, аспирант химического факультета МГУ Игорь Каплин. 

Все о катализаторах

Катализатор состоит из сотовой керамической конструкции (служит для увеличения площади контакта выхлопных газов с поверхностью), которая покрыта слоем из сплава платино-иридиевого. Остатки газа, который не догорел, касаются поверхности этого слоя, после чего окисляются кислородом. В итоге из выхлопной трубы выходит СО2.

Именно для того, чтобы на выходе получался СО2 и служит катализатор в выхлопной системе.
Выбор катализатора

Срок службы катализатора составляет 100-200 тыс. км. пробега. После этого он подлежит замене, так как на сотах керамической конструкции собирается сажа и остатки недогоревшего масла, которые препятствуют нормальному выходу выхлопных газов. Стоит отметить, что срок службы сокращается в 2 раза в случае использования во время заправки горючего плохого качества, а также из-за плохого состояния российских дорог. Это происходит из-за того, что материал, из которого изготавливаются соты, очень хрупок, поэтому при ударе или наезде на препятствие происходит разрушение сот и они начинают дребезжать, постепенно разваливаясь внутри корпуса.

Признаками неисправности являются дребезжание рассыпавшихся сот, а также отсутствие или ухудшение динамики разгона и мощностисамого авто, при этом стрелка тахометра может «плавать» на холостом ходу.

Чтобы решить проблему с катализатором существует несколько путей. Первый путь это установка универсального пламегасителя.
Второй путь – установка универсального катализатора. Он устанавливается на место бочка штатного. Выбор катализатора универсального вместо штатного, обусловлен тем, что он дешевле и прослужит значительно дольше, чем штатный. Не забывайте при выборе катализатора обращать внимание на целостность керамических сот.

Установка же пламегасителя обойдется автовладельцу в 2 раза дешевле, чем установка катализатора, но это не означает, что автомобиль будет работать лучше. Тем более стоит учесть тот фактор, что если Вы установите пламегаситель, то автомобиль перестанет подходить под нормы ЕС, хотя в нашей стране это никак не карается.

В любом случае, если у Вас будет выбор между пламегасителем или катализатором, то советуем выбрать катализатор, так как дешевизна пламегасителя не всегда соответствует качеству изделия.

Томские ученые создали катализатор для очистки сточных вод

https://ria. ru/20210115/katalizator-1593132769.html

Томские ученые создали катализатор для очистки сточных вод

Томские ученые создали катализатор для очистки сточных вод — РИА Новости, 15.01.2021

Томские ученые создали катализатор для очистки сточных вод

Ученые Томского научного центра Сибирского отделения РАН совместно с Институтом химии нефти СО РАН и Томским госуниверситетом создали перспективный катализатор… РИА Новости, 15.01.2021

2021-01-15T08:57

2021-01-15T08:57

2021-01-15T09:06

хорошие новости

томская область

российская академия наук

открытия — риа наука

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdn24.img.ria.ru/images/07e5/01/0f/1593133058_0:97:3072:1825_1920x0_80_0_0_331457291f87ad211a39a40eb1d16b7f.jpg

НОВОСИБИРСК, 15 янв – РИА Новости. Ученые Томского научного центра Сибирского отделения РАН совместно с Институтом химии нефти СО РАН и Томским госуниверситетом создали перспективный катализатор для нейтрализации вредных химических веществ в воде, сообщает в пятницу обладминистрация. Власти пояснили, что сырьем для катализатора служит мелкая фракция — пыль, образующаяся при дроблении ферросплавов.»Производство ферросплавов относится к разряду многотоннажных, в результате образуются большие объемы промышленных отходов, которые становятся сырьем для получения катализаторов», — приводятся в сообщении слова старшего научного сотрудника лаборатории новых металлургических процессов Томского научного центра СО РАН Константина Болгару.В обладминистрации отметили, что разработка ученых имеет большие перспективы для утилизации медикаментов с истекшим сроком годности, а также для очистки сточных вод. Уже сейчас она превосходит по эффективности и рентабельности многие другие технологии.Следующая задача, которую поставили перед собой ученые, это разработка переносной установки на основе пористых фильтров. Ее можно будет применять для очистки сточных вод и при утилизации отходов производства.

https://ria.ru/20201217/reu-1589541689.html

томская область

РИА Новости

internet-group@rian. ru

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2021

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdn22.img.ria.ru/images/07e5/01/0f/1593133058_188:0:2919:2048_1920x0_80_0_0_d03478ba5c3033a1413ca3099e8dd001.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og. xn--p1ai/awards/

томская область, российская академия наук, открытия — риа наука

НОВОСИБИРСК, 15 янв – РИА Новости. Ученые Томского научного центра Сибирского отделения РАН совместно с Институтом химии нефти СО РАН и Томским госуниверситетом создали перспективный катализатор для нейтрализации вредных химических веществ в воде, сообщает в пятницу обладминистрация.

«Катализатор прошел успешные испытания в Томском госуниверситете. Исследования показали, что под воздействием ультрафиолетового излучения он очищает водные растворы от различных растворимых органических загрязнителей, в том числе лекарств», — говорится в сообщении.

Власти пояснили, что сырьем для катализатора служит мелкая фракция — пыль, образующаяся при дроблении ферросплавов.

«Производство ферросплавов относится к разряду многотоннажных, в результате образуются большие объемы промышленных отходов, которые становятся сырьем для получения катализаторов», — приводятся в сообщении слова старшего научного сотрудника лаборатории новых металлургических процессов Томского научного центра СО РАН Константина Болгару.

17 декабря 2020, 09:00НаукаРоссийские ученые создали самозалечивающиеся дорожные покрытия из мусора

В обладминистрации отметили, что разработка ученых имеет большие перспективы для утилизации медикаментов с истекшим сроком годности, а также для очистки сточных вод. Уже сейчас она превосходит по эффективности и рентабельности многие другие технологии.

Следующая задача, которую поставили перед собой ученые, это разработка переносной установки на основе пористых фильтров. Ее можно будет применять для очистки сточных вод и при утилизации отходов производства.

Удаление или замена Катализатора

Катализатор (полное название Каталитический Нейтрализатор) – это по сути фильтр выхлопных газов, преобразующий выхлоп двигателя в углекислый газ и азот, практически безвредный для окружающей среды.

Катализатор как правило имеет цилиндрическую форму и состоит из отверстий в керамическом материале или металле напоминающих по виду глубокие пчелиные соты, на поверхности которых нанесены частицы драгметаллов. Проходя через отверстия катализатора, выхлопные газы вступают в химическую реакцию с благородными металлами и очищаются от вредных примесей, при этом высокая температура выступает ускорителем данной химической реакции. Форма и размер ячеек катализатора зависит от объема двигателей.

Новый катализатор еще именуют фильтром нулевого сопротивления, поскольку его чистота не создает никакого эффекта «подпора» выходящим выхлопным газам и не создает повышенного давления внутри выхлопной системы. Существуют некоторые легенды по части так называемого «подпора» — одна из них повышенный расход масла из-за отсутствия «подпора». На самом деле чаще всего расход масла увеличивается при требующих замены маслосъемных колпачках(резина пересыхает со временем), либо возникают перегревы из-за неисправного(забитого) катализатора, как итог – пересыхание резиновых маслосъемных колпачков.

Забитость катализатора – это чаще всего результат использования топлива низкого качества, повлекшее за собой нарушение режима работы двигателя. Еще возможно нарушение работы первого Лямбда-Зонда, из-за чего возникает перерасход топлива и его попадание в выхлоп и сбор на катализаторе, после сгорания избытков накопленных на сотах катализатора, они оплавляются или начинают осыпаться. Зимой нередки случаи разрыва выхлопной трубы в месте соединения с катализатором, возникающих после длительных попыток завести замерзший двигатель. Избытки топлива скапливаются в выхлопной трубе и после воспламенения разрывают выхлопную трубу от детонации или так называемого «хлопка».

Обычно встречается 3 варианта катализаторов:

Сажевый фильтр на дизельных двигателях в совокупности с керамическим или металлическим каталитическим нейтрализатором.

Керамический катализатор, по стоимости дешевле металлического, разрушаясь может просто вылетать на мощных двигателях из трубы. Иногда при выходе из строя керамического катализатора, пылинки в составе которых содержится драгметаллы при глушении двигателя могут попадать в камеру сгорания(цилиндры), таким образом внутри цилиндров появляется образив, стачивающий рабочие поверхности. Поэтому важно устранять неисправности катализатора не дожидаясь последствий.

Металлический катализатор, не разваливается в отличие от своего керамического аналога, собран из волокон или листового металла, не боится ударов, дольше оплавляется. При этом напыление драгметалла меньше и менее эффективно по времени.

На большинстве турбированных и объемных бензиновых двигателях установлен сначала металлический, затем керамический каталитический нейтрализатор.

Пламегаситель – он же резонатор(глушитель) прямоточного типа, выполненный из перфорированной трубы вокруг которой расположен негорючий наполнитель и внешний цельнометаллический корпус изделия.

Некоторые пламегасители производят с заужениями конусообразного типа или выгнутостями металла(жабрами), чаще для тех кому нужен «подпор». В действительности тот же конус сдерживает поток воздуха, таким образом распределяется направление газов по всему объему корпуса и звук выхлопа становится тише, что не является минусом некоторых конструкциях выхлопных систем. Их не желательно ставить на моторы рабочим объемом ,более 1,5л., турбированные или «высокооборотистные» двигатели. Причиной нежелательной установки служит тот факт, что при 4-5 тысячах оборотов будет происходить потеря мощности на от «задушивания» выхлопной системы.

Встречаются и простые конусовидные кольца 1-1,5 мм приваренные сваркой на перфорированную трубу 2-я точками сварки, они значительно ослабляют конструкцию при нагреваниях. Могут оплавляться и выгорать.

Назначение пламегасителя – заменить место бывшего катализатора, приняв на себя весь огонь и сажу выхлопных газов. Если не ставить пламегаситель, то ресурс всей выхлопной системы значительно снижается от существенного увеличения нагрева и отличимого от штатного перераспределения нагрузки.

Определение катализатора от Merriam-Webster

кошка · а · Lyst | \ Ka-tə-ləst \

1 : вещество, которое позволяет химической реакции протекать обычно с большей скоростью или в других условиях (например, при более низкой температуре), чем это возможно в других случаях.

2 : агент, который провоцирует или ускоряет значительные изменения или действия. Этот водный путь стал катализатором индустриализации области.Он был катализатором восстания туземцев.

Объяснитель: Что такое катализатор?

энергия активации (в химии) Минимальная энергия, необходимая для того, чтобы произошла конкретная химическая реакция.

атом Основная единица химического элемента. Атомы состоят из плотного ядра, которое содержит положительно заряженные протоны и нейтрально заряженные нейтроны. Ядро вращается вокруг облака отрицательно заряженных электронов.

связь (в химии) Полупостоянное соединение между атомами — или группами атомов — в молекуле. Он образован силой притяжения между участвующими атомами. После соединения атомы будут работать как единое целое.Чтобы разделить составляющие атомы, молекуле необходимо подвести энергию в виде тепла или какого-либо другого типа излучения.

углерод Химический элемент с атомным номером 6. Он является физической основой всего живого на Земле. Углерод существует в свободном виде в виде графита и алмаза. Это важная часть угля, известняка и нефти, и она способна химически самосвязываться с образованием огромного количества химически, биологически и коммерчески важных молекул.

катализатор Вещество, которое помогает химической реакции протекать быстрее. Примеры включают ферменты и элементы, такие как платина и иридий.

каталитический нейтрализатор Устройство из керамических структур сотовой формы, которое устанавливается на выхлопную трубу транспортного средства. Проходя через него выхлопные газы, они сталкиваются с двумя разными типами катализаторов, каждый из которых может вызвать различный тип химической реакции. Один или несколько металлов, обычно платина, родий, палладий, а иногда даже золото, покрывают внутреннюю часть системы.Все стенки сотовой структуры устройства значительно увеличивают площадь покрытых катализатором поверхностей, которые теперь могут вступать в реакцию с выхлопными газами. Когда газы из двигателя попадают на эти покрытые металлом поверхности, они разрушают загрязняющие вещества, превращая их в менее вредные материалы. Датчик в преобразователе также измеряет количество кислорода в выхлопных газах. Если он находит слишком много, он приказывает компьютеру отрегулировать соотношение воздух-топливо в двигателе, чтобы он горел более чисто.

химический Вещество, образованное двумя или более атомами, которые объединяются (становятся связанными вместе) в фиксированной пропорции и структуре.Например, вода — это химическое вещество, состоящее из двух атомов водорода, связанных с одним атомом кислорода. Его химический символ — H ₂ O. Химический также может быть прилагательным, описывающим свойства материалов, которые являются результатом различных реакций между различными соединениями.

химические связи Силы притяжения между атомами, достаточно сильные, чтобы связанные элементы функционировали как единое целое. Некоторые силы притяжения слабые, некоторые очень сильные.Кажется, что все связи связывают атомы посредством совместного использования или попытки совместного использования электронов.

химическая реакция Процесс, который включает перегруппировку молекул или структуры вещества в противоположность изменению физической формы (например, от твердого тела к газу).

электричество Поток заряда, обычно возникающий в результате движения отрицательно заряженных частиц, называемых электронами.

двигатель Машина, предназначенная для преобразования энергии в полезное механическое движение.Иногда двигатель называют мотором.

ферменты Молекулы, производимые живыми существами для ускорения химических реакций.

выхлоп (в машиностроении) Газы и мелкие частицы, выбрасываемые — часто с высокой скоростью и / или давлением — в результате сгорания (горения) или нагревания воздуха. Выхлопные газы обычно представляют собой отходы.

топливный элемент Устройство, преобразующее химическую энергию в электрическую.Наиболее распространенным топливом является водород, который в качестве побочного продукта выделяет только водяной пар.

генетический Имеет отношение к хромосомам, ДНК и генам, содержащимся в ДНК. Область науки, имеющая дело с этими биологическими инструкциями, известна как генетика. Люди, работающие в этой области, — генетики.

водород Самый легкий элемент во Вселенной. Как газ, он бесцветен, не имеет запаха и легко воспламеняется. Это неотъемлемая часть многих видов топлива, жиров и химикатов, из которых состоят живые ткани.

иридий Обнаруженный в 1803 году, его название происходит от латинского слова «радуга». Это твердый, хрупкий и устойчивый к коррозии металл из семейства платиновых. Немного желтоватый, этот элемент в основном используется в качестве отвердителя для платины. Действительно, его температура плавления составляет более 2400 ° по Цельсию (4350 ° по Фаренгейту). Атомный номер элемента 77.

производство Изготовление вещей, обычно в больших масштабах.

металл Что-то, что хорошо проводит электричество, имеет тенденцию быть блестящим (отражающим) и податливым (это означает, что его можно изменить с помощью тепла, а не слишком большой силы или давления).

молекула Электрически нейтральная группа атомов, представляющая минимально возможное количество химического соединения. Молекулы могут состоять из атомов одного или разных типов. Например, кислород в воздухе состоит из двух атомов кислорода (O ₂ ), а вода состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода (H ₂ O).

питательное вещество Витамин, минерал, жир, углевод или белок, который растению, животному или другому организму требуется как часть его пищи для выживания.

кислород Газ, составляющий около 21 процента атмосферы. Все животные и многие микроорганизмы нуждаются в кислороде для поддержания своего метаболизма.

палладий Мягкий, пластичный, стально-белый, устойчивый к потускнению металлический элемент, встречающийся в естественных условиях с платиной, особенно в золотых, никелевых и медных рудах.

нефть Густая легковоспламеняющаяся жидкая смесь углеводородов. Нефть — это ископаемое топливо, которое в основном находится под поверхностью Земли.Это источник химикатов, используемых для производства бензина, смазочных масел, пластмасс и многих других продуктов.

пластик Любой из ряда легко деформируемых материалов; или синтетические материалы, которые были изготовлены из полимеров (длинных цепочек некоторых строительных блоков), которые имеют тенденцию быть легкими, недорогими и устойчивыми к разложению.

платина Природный серебристо-белый металлический элемент, который остается стабильным (не корродирует) на воздухе.Он используется в ювелирных изделиях, электронике, химической обработке и некоторых зубных коронках.

загрязнитель Вещество, которое портит что-либо — например, воздух, воду, наши тела или продукты. Некоторые загрязнители представляют собой химические вещества, например пестициды. Другие могут быть излучением, включая избыточное тепло или свет. Даже сорняки и другие инвазивные виды могут считаться типом биологического загрязнения.

7 фактов о катализе, которых вы можете не знать

Практически все в вашей повседневной жизни зависит от катализаторов: автомобили, стикеры, стиральный порошок, пиво.Все части вашего сэндвича — хлеб, сыр чеддер, жареная индейка. Катализаторы разрушают бумажную массу, чтобы получить гладкую бумагу в вашем журнале. Они очищают ваши контактные линзы каждую ночь. Они превращают молоко в йогурт, а нефть — в пластиковые молочники, компакт-диски и велосипедные шлемы.

Что такое катализ?

Катализаторы ускоряют химическую реакцию, снижая количество энергии, необходимое для ее запуска. Катализ является основой многих промышленных процессов, в которых используются химические реакции для превращения сырья в полезные продукты.Катализаторы являются неотъемлемой частью производства пластмасс и многих других промышленных изделий.

Даже человеческий организм работает на катализаторах. Многие белки в вашем теле на самом деле являются катализаторами, называемыми ферментами, которые делают все: от создания сигналов, которые двигают ваши конечности, до помощи в переваривании пищи. Они действительно важная часть жизни.

Маленькие дела могут иметь большие результаты.

В большинстве случаев вам нужно совсем небольшое количество катализатора, чтобы изменить ситуацию. Даже размер частицы катализатора может изменить ход реакции.В прошлом году аргоннская команда, в которую входил ученый-материаловед Ларри Кертисс, обнаружила, что один серебряный катализатор лучше справляется со своей задачей, когда он находится в наночастицах шириной всего в несколько атомов. (Катализатор превращает пропилен в оксиды пропилена, что является первым шагом в производстве антифриза и других продуктов.)

Это может сделать вещи более экологичными.

Промышленные процессы производства пластика и других предметов первой необходимости часто приводят к появлению неприятных побочных продуктов, которые могут представлять опасность для здоровья человека и окружающей среды. Лучшие катализаторы могут помочь решить эту проблему. Например, тот же серебряный катализатор на самом деле производит меньше токсичных побочных продуктов, что делает всю реакцию более экологически чистой.

По сути, катализатор — это способ экономии энергии. А применение катализаторов в больших масштабах могло бы спасти мир лотов энергии. Три процента всей энергии, используемой в США каждый год, идет на преобразование этана и пропана в алкены, которые, помимо прочего, используются для производства пластмасс.Это эквивалент более 500 миллионов баррелей бензина.

Катализаторы также являются ключом к открытию биотоплива. Вся биомасса — кукуруза, просо, деревья — содержит твердое соединение, называемое целлюлозой, которое необходимо расщепить для получения топлива. Поиск идеального катализатора для дезинтеграции целлюлозы сделает биотопливо более дешевым и более жизнеспособным в качестве возобновляемого источника энергии.

Вычислительное моделирование открывает перспективы для создания лучших катализаторов и красивых изображений, таких как эта модель платинового катализатора, взаимодействующего с атомами кислорода (красный) и атомами водорода (белый). Изображение Риза Ранкина, Центр наномасштабных материалов.

Часто мы не понимаем, почему они работают.

Точные причины, по которым катализаторы работают, часто остаются загадкой для ученых. Curtiss работает в области вычислительного катализа: использует компьютеры для решения сложного взаимодействия физики, химии и математики, которое объясняет, как работает катализатор.

Разобравшись в процессе, ученые могут попытаться создать катализатор, который работает еще лучше, путем моделирования того, как могут работать различные материалы.Возможные конфигурации новых катализаторов могут составлять тысячи комбинаций, поэтому суперкомпьютеры лучше всего справляются с ними.

Когда Эдисон конструировал лампочку, он испытал буквально сотни различных нитей накала (вероятно, испытав также терпение своих лаборантов), прежде чем обнаружил обугленную нить. Воспользовавшись суперкомпьютерами и современными технологиями, ученые могут ускорить годы испытаний и сократить расходы, чтобы совершить прорыв.

Curtiss проводит моделирование на суперкомпьютере Argonne Blue Gene / P для разработки возможных новых катализаторов.«Поскольку суперкомпьютеры стали быстрее, мы смогли делать то, чего никогда не могли делать 10 лет назад», — сказал он.

Они могут оказаться незаменимыми для следующей большой революции в производстве аккумуляторов.

Новые эффективные литий-ионные аккумуляторы помогли превратить неуклюжие автомобильные телефоны в тонкие и элегантные сотовые телефоны и ноутбуки, доступные сегодня. Но ученые уже ищут следующую революцию в аккумуляторных батареях — такую, которая когда-нибудь сможет сделать батарею легкой и достаточно мощной, чтобы проехать 500 миль на машине.Перспективной идеей являются литий--воздушные батареи , в которых в качестве основного компонента используется кислород воздуха. Но эта новая батарея потребует полностью изменить внутреннюю химию, и ей понадобится новый мощный катализатор, чтобы заставить ее работать. Литий-воздушная батарея работает, объединяя атомы лития и кислорода, а затем снова и снова разрушая их. Это ситуация, специально созданная для катализатора, и хороший катализатор ускорит реакцию и сделает батарею более эффективной.

Как сделать новый катализатор?

Понимание химии реакций — это первый шаг; затем ученые могут использовать моделирование для разработки новых потенциальных катализаторов и их тестирования в лаборатории.Но этот первый шаг будет трудным, если вы не сможете перейти на атомарный уровень, чтобы увидеть, что происходит во время реакции. Именно здесь блистают крупные научные центры, такие как усовершенствованный источник фотонов (APS) в Аргонне.

В APS ученые могут использовать самые яркие рентгеновские лучи в Соединенных Штатах, чтобы отслеживать реакции в режиме реального времени. В Центре электронной микроскопии лаборатории исследователи фотографируют атомы во время их реакции. Кертисс и его команда использовали и то, и другое в поисках лучших катализаторов.

DOE объясняет … Катализаторы | Министерство энергетики

Катализатор — это вещество, которое ускоряет химическую реакцию или снижает температуру или давление, необходимые для ее начала, но при этом само не расходуется во время реакции. Катализ — это процесс добавления катализатора для облегчения реакции.

Во время химической реакции связи между атомами в молекулах разрываются, перестраиваются и восстанавливаются, рекомбинируя атомы в новые молекулы.Катализаторы делают этот процесс более эффективным за счет снижения энергии активации , которая является энергетическим барьером, который необходимо преодолеть для протекания химической реакции. В результате катализаторы облегчают разрушение атомов и образование химических связей для образования новых комбинаций и новых веществ.

Использование катализаторов приводит к более быстрым и энергоэффективным химическим реакциям. Катализаторы также имеют ключевое свойство, называемое селективностью , , с помощью которого они могут направлять реакцию для увеличения количества желаемого продукта и уменьшения количества нежелательных побочных продуктов.Они могут производить совершенно новые материалы с совершенно новыми возможностями использования.

За последние несколько десятилетий ученые разработали все более специализированные катализаторы для важнейших реальных приложений. В частности, мощные катализаторы изменили химическую промышленность. Эти достижения привели к появлению биоразлагаемых пластиков, новых фармацевтических препаратов, а также экологически безопасных видов топлива и удобрений.

Управление науки Министерства энергетики США: вклад в исследования катализаторов

Программа фундаментальных энергетических наук Министерства энергетики (DOE) активно поддерживает фундаментальные исследования катализаторов.DOE фокусируется на разработке новых катализаторов и на использовании катализаторов для контроля химических превращений на молекулярном и субмолекулярном уровнях. Исследования Министерства энергетики делают упор на понимание этих реакций и на то, как сделать их более эффективными и целенаправленными. Основная цель Министерства энергетики — разработать новые концепции катализа и новых катализаторов, чтобы помочь промышленности производить топливо и химические вещества из ископаемого и возобновляемого сырья более эффективно и устойчиво. Это исследование помогает продвигать солнечное топливо, которое компании производят с использованием солнца и обычных химических веществ, таких как углекислый газ и азот.Это исследование также создает передовые методы преобразования выброшенного пластика в новые продукты.

Быстрые факты

• Люди использовали катализаторы тысячи лет. Например, дрожжи, которые мы используем для приготовления хлеба, содержат ферменты, которые являются естественными катализаторами, которые способствуют превращению муки в хлеб.
• Нобелевская премия по химии 2005 г. была присуждена трем исследователям (Ив Шовен, Роберт Х. Граббс и Ричард Р. Шрок) за их работу над катализаторами метатезиса.Доктора Граббс и Шрок были частично профинансированы Министерством энергетики на их исследования, получившие Нобелевскую премию. Доктор Шрок продолжает финансироваться Министерством энергетики США.
• Нобелевская премия по химии 2018 года была присуждена Фрэнсис Х. Арнольд за ее новаторскую работу по управлению эволюцией ферментов для таких безвредных для окружающей среды приложений, как возобновляемые виды топлива. Частично она финансируется Министерством энергетики США.
• Посетите Аргоннскую национальную лабораторию, чтобы узнать еще семь фактов о катализе, которых вы, возможно, не знали.

Ресурсы

Научные термины могут сбивать с толку.DOE Explains предлагает простые объяснения ключевых слов и концепций фундаментальной науки. В нем также описывается, как эти концепции применимы к работе, которую проводит Управление науки Министерства энергетики, поскольку это помогает Соединенным Штатам преуспеть в исследованиях во всем научном спектре.

Что является катализатором в вашем письме? | автор: Iustina Ikert

И как его построить?

Фото Алены Гуменюк на Unsplash

У вас есть авторский рецепт? Искренне приготовленное блюдо, которое вы готовите для своих близких, или в периоды, когда вам нужна комфортная еда, чтобы успокоить ваш разум и душу? Бьюсь об заклад, вы.Знаете ли вы, что делает ваш рецепт таким особенным, что, когда ваша семья или друзья думают о нем, они мгновенно связывают вас с ним? Это ингредиенты, которые вы добавляете. И, конечно, любовь, можно сказать.

Но, в частности, это один элемент. Одна специя. Один секретный ингредиент, который сочетается со всеми остальными и преображает все блюдо. Единственный катализатор, который раскрывает все остальные вкусы и создает красивое и сбалансированное блюдо.

Нет. У нас нет кулинарных уроков.

Но просто попытка раскрыть один ингредиент — катализатор — в ваших текстах, который выявляет все остальные элементы вашей истории, раскрывая их истинную красоту и силу.Что, если бы вы могли легко определить катализатор в каждой из историй, которые пишете, и очаровать аудиторию красиво сбалансированным содержанием? Было бы замечательно, правда?

Итак, читайте дальше.

Обычно определяется в словаре Merriam-Webster как «вещество, которое позволяет химической реакции протекать обычно с большей скоростью или в других условиях [..], чем это возможно в других случаях». , катализатор — это элемент, который ускоряет химическую реакцию. реакция, не изменяясь в конце процесса.Не вдаваясь в химию слишком много, катализатор — это элемент, который предлагает альтернативный путь для всех других элементов, чтобы реагировать, преодолевать свое переходное состояние и становиться продуктами. Это один из мощных элементов. Разве вы не сказали? По этой причине этот термин используется не только в химии, но и в других областях.

Определено Wiktionary.org как «провоцирующий инцидент, приводящий в движение последовательный конфликт» , литературный катализатор является одним из самых важных элементов в истории.Фактически, без него не было бы истории. Позволь мне объяснить.

Литературный катализатор может принимать разные формы. Вы наверняка заметили это в прочитанных книгах. Иногда это так просто, как встреча двух персонажей, и их встреча навсегда меняет их судьбу и вовлекает в невообразимые приключения. А иногда это загадочное преступление, которое определяет удивительное множество сцен, вовлекая персонажей в серию неожиданных событий.

«Никогда не знаешь, когда одно, казалось бы, несвязанное событие может стать катализатором, запускающим цепочку синхронных событий […].”, Андреа Геглейн

Проще говоря, катализатор в истории — это тот момент, который определяет начало действия: начало войны, убийство, столкновение, нужный человек в нужном месте или, напротив, , не тот человек, не в том месте. Катализатором не всегда бывает событие. Это также может быть персонаж в вашей истории, который будет влиять на всех других персонажей и продвигать действие вперед. Катализатор может быть как положительный, так и отрицательный. Подумайте о книгах, которые вы читаете.Можете ли вы определить катализатор в этих историях?

Независимо от своей природы, этот элемент навсегда влияет на будущее развитие всех других элементов истории. Но, как и в химии, литературный катализатор остается неизменным на протяжении всей истории. Это тот единый элемент, который влияет на персонажей, действия и начало истории.

Просто: да, это так. Все книги, которые вы любили, истории, которые вы лелеяли, ненавидели, обсуждали и рецензировали, были бы ничем без катализатора, который объединял бы их, задавал действие, позволяя им раскрыть всю красоту и сложность своих персонажей.Когда вы пишете художественную литературу или нет, помните об этом центральном элементе и опирайтесь на него.

«Не робей. Вы писатель, используйте свою роль, проверьте ее, сделайте что-нибудь из нее. Настали решающие времена; все переворачивается с ног на голову. Участвуйте, присутствуйте », Елена Ферранте

Катализатор, или иногда называемый провоцирующим инцидентом, запускает и задает течение вашей истории. Все события, которые последуют за этим инцидентом, будут напрямую определяться им. Следовательно, это определяющий элемент вашей истории.

Как правило, существует три типа литературных катализаторов:

Причинная

Когда провоцирующий инцидент состоит из преднамеренного выбора персонажа.

Совпадение

Когда катализатор возникает случайно, случайно и персонаж правильный человек в нужном месте или неправильный человек в неправильном месте .

Неоднозначно

Подстрекательский инцидент открыт для интерпретации, и читателю предоставляется его представить, или катализатор раскрывается на заре истории.

Мы все узнали, что традиционно у истории есть начало, середина и конец. И если мы подумаем об основной драматической структуре, взятой у древних греков, это именно то, что вам нужно.

Но это еще не все.

В середине девятнадцатого века немецкий драматург Густав Фрейтаг определил повествовательную структуру из пяти актов, так называемую пирамиду Фрейтага, состоящую из пяти действий:

Exposition

Подстрекательский инцидент / катализатор, который настраивает историю и определяет другие элементы для взаимодействия.

Восходящее действие

Все препятствия, встреченные при попытке разрешить инцидент)

Кульминация

Самая высокая точка напряжения в истории.

Падение

Результат кульминации.

Рассвет

Развязка рассказа.

Как видите, катализатор в сюжете — это один из важнейших элементов пирамиды, определяющий все развитие сюжета, а также путь и действия персонажей.Некоторые считают, что это лучше подходит для написания трагедий, другие находят его структуру полезной в их повседневном сочинении.

Не все из нас пишут художественную литературу, можно сказать.

Действительно.

Тем не менее, универсальность пирамиды Фрейтага позволяет вам в равной степени использовать эту структуру для написания научной литературы. Вкратце, вот как это сделать.

Exposition / Catalyst

Для документальной литературы катализатором может быть элемент, который зажег искру вашего творчества, или внешний элемент, который создал проблему, над которой нужно действовать, и побудил вас отреагировать.Например, если вы пишете рассказ в режиме учета рабочего времени для писателей, было бы предпочтительнее изложить проблемы, с которыми они сталкиваются по этой конкретной теме.

Растущее действие

Это та часть, где вы объясняете, почему ваша история важна для рассмотрения провокационного инцидента в самом начале.

Кульминация

Как вы уже определили «, почему?» в вашем рассказе и необходимость обратиться к предмету, теперь настал момент выявить решения, инструменты, ссылки и все, что может быть полезно в решении первоначальной проблемы, которую вы выделили.

Падающее действие

После того, как вы предложите решения, инструменты и подходы к исходному вопросу, вы должны подкрепить свою историю достоверными данными, такими как данные, исследования (или что-то еще), которые могут принести вашим читателям ценную информацию.

Рассвет

Заключительный акт вашей истории, где вы делаете выводы и глубоко общаетесь со своими читателями, снова подчеркивая важность, применимость и необходимость вашей истории в раскрытии провоцирующего инцидента.

Когда вы создаете катализатор в своей истории и, кажется, изо всех сил пытаетесь найти идеальный поворот, неожиданное событие, которое определит вашу историю так, как вы его себе представляли, вы определенно можете использовать другой тип катализаторов.

Катализаторы творчества

Поскольку вам нужна вся помощь во время творчества, есть несколько элементов, которые помогут вам очистить голову, создать у вас настроение письма и улучшить процесс письма.

Эти катализаторы творчества призваны оживить ваше творчество. Просто чтобы назвать несколько, вы можете найти себе уютное место для письма, составить контрольные списки для своего прогресса в письме или, если у вас есть творческий блок, просто выполните несколько творческих упражнений (помогает даже рисование — или творческая игра, например, 30 творческих кружков ). Или просто возьмите кофе или немного шоколада. И создайте захватывающий катализатор своей истории.

Определение катализаторов и принцип их работы

Катализатор — это химическое вещество, которое влияет на скорость химической реакции, изменяя энергию активации, необходимую для протекания реакции.Этот процесс называется катализом. Катализатор не расходуется в реакции и может одновременно участвовать в нескольких реакциях. Единственное различие между каталитической реакцией и некаталитической реакцией состоит в том, что энергия активации различается. Не влияет на энергию реагентов или продуктов. ΔH для реакций одинакова.

Как работают катализаторы

Катализаторы допускают альтернативный механизм превращения реагентов в продукты с более низкой энергией активации и другим переходным состоянием.Катализатор может позволить реакции протекать при более низкой температуре или увеличить скорость или селективность реакции. Катализаторы часто реагируют с реагентами с образованием промежуточных продуктов, которые в конечном итоге дают те же продукты реакции и регенерируют катализатор. Обратите внимание, что катализатор может быть израсходован на одном из промежуточных этапов, но он будет создан снова до завершения реакции.

Положительные и отрицательные катализаторы (ингибиторы)

Обычно, когда кто-то обращается к катализатору, они имеют в виду положительный катализатор , который является катализатором, который ускоряет скорость химической реакции за счет снижения его энергии активации.Существуют также отрицательные катализаторы или ингибиторы, которые замедляют скорость химической реакции или уменьшают ее вероятность.

Промоторы и каталитические яды

Промотор — это вещество, повышающее активность катализатора. Каталитический яд — это вещество, инактивирующее катализатор.

Катализаторы в действии

• Ферменты — это специфические биологические катализаторы реакции. Они реагируют с субстратом с образованием нестабильного промежуточного соединения.Например, карбоангидраза катализирует реакцию:
  H ₂ CO ₃ (водн.) ⇆ H ₂ O (l) + CO ₂ (водн.)
  Фермент позволяет реакции быстрее достичь равновесия. В случае этой реакции фермент позволяет диоксиду углерода диффундировать из крови в легкие, чтобы его можно было выдохнуть.
• Перманганат калия является катализатором разложения перекиси водорода на газообразный кислород и воду. Добавление перманганата калия увеличивает температуру реакции и ее скорость.
• Некоторые переходные металлы могут действовать как катализаторы. Хороший пример использования платины в автомобильном катализаторе. Катализатор позволяет превратить токсичный оксид углерода в менее токсичный диоксид углерода. Это пример гетерогенного катализа.
• Классический пример реакции, которая не протекает с заметной скоростью, пока не добавлен катализатор, — это реакция между газообразным водородом и газообразным кислородом. Если смешать два газа вместе, ничего особенного не произойдет. Однако, если вы добавите тепло от зажженной спички или искры, вы преодолеете энергию активации, чтобы начать реакцию.В этой реакции два газа реагируют с образованием воды (взрывоопасно).
  H ₂ + O ₂ ↔ H ₂ O
• Реакция горения аналогична. Например, когда вы зажигаете свечу, вы преодолеваете энергию активации, применяя тепло. Как только реакция начинается, тепло, выделяемое в результате реакции, преодолевает энергию активации, необходимую для ее протекания.

Catalyst — New World Encyclopedia

Каталитический преобразователь на Saab 9-5.

Для химической реакции требуется определенное минимальное количество энергии, называемое энергией активации .Если вещество может снизить эту энергию активации без изменения или потребления во время реакции, оно называется катализатором или катализатором . Действие катализатора называется катализ .

Катализатор снижает энергию активации, обеспечивая альтернативный путь протекания реакции. При этом каталитический агент заставляет реакцию протекать быстрее и при более низкой температуре, чем некаталитическая реакция. Кроме того, если данная реакция может давать множество продуктов, катализатор может помочь направить реакцию на образование определенной подгруппы продуктов.

Катализаторы играют важную роль в биологических системах и промышленных процессах. В живых организмах ферменты катализируют многочисленные биохимические реакции, поддерживающие жизнь, и участвуют в росте и репродуктивных функциях. В промышленности катализаторы используются в широком спектре производственных процессов, включая производство аммиака, серной кислоты, полимеров и заменителей нефтепродуктов. В промышленно развитых странах, пожалуй, наиболее известным примером использования катализаторов является каталитический нейтрализатор — устройство, разрушающее вредные вещества в выхлопных газах автомобилей.Исследования катализа и использования катализаторов продолжают оставаться в центре внимания многих исследователей в чистых и прикладных науках.

В более общем смысле термин катализатор может применяться к любому агенту (включая человека или группу), который вызывает ускоренное изменение. Например, кого-то можно назвать «катализатором политических перемен».

История и этимология

Термин катализ был введен в употребление в 1835 году Йенсом Якобом Берцелиусом, который отметил, что некоторые химические вещества ускоряют реакцию.Слово происходит от греческого существительного κατάλυσις, связанного с глаголом καταλύειν, означающим «растворяться», «аннулировать», «развязывать» или «поднимать».

Примерно в то же время химик Александр Мичерлих говорил о «контактных процессах», а Иоганн Вольфганг Доберейнер говорил о «контактном действии». Доберейнер работал над использованием платины в качестве катализатора и изобрел зажигалку, которая зажигалась под действием водорода на платиновую губку. Эта зажигалка, получившая название лампы Дёберейнера, имела огромный коммерческий успех в 1820-х годах.

Общий каталитический процесс

Катализатор участвует в одной или нескольких стадиях реакции, но обычно он не является реагентом или продуктом общей реакции, которую он катализирует. Исключением из этого правила является процесс, известный как автокатализ , в котором продукт реакции действует как катализатор реакции. Вещество, подавляющее действие катализатора, называется ингибитором ; тот, который ускоряет действие катализатора, называется промотором .

Катализатор может реагировать с одним или несколькими реагентами с образованием промежуточного химического соединения, которое впоследствии вступает в реакцию с образованием конечного продукта реакции. В общем процессе катализатор регенерируется. В качестве альтернативы катализатор может обеспечивать поверхность, с которой связываются реагенты, облегчая их реакцию, сближая их. Образующиеся продукты высвобождаются из катализатора.

Рассмотрим следующую схему реакции, в которой C представляет собой катализатор, A и B являются реагентами, а D является продуктом реакции A и B.

A + C → AC (1)

B + AC → ABC (2)

ABC → CD (3)

CD → C + D (4)

Здесь катализатор (C) расходуется на реакцию на первой стадии, но регенерируется на четвертой стадии. Таким образом, общую реакцию можно записать как:

A + B + C → D + C

Типы катализаторов

Катализаторы могут быть гетерогенными или гомогенными. Биологические катализаторы (или биокатализаторы) часто выделяют в отдельную группу.

Гетерогенный катализатор — это катализатор, который находится в фазе, отличной от фазы реагентов. Например, твердый катализатор можно использовать в жидкой реакционной смеси. С другой стороны, гомогенный катализатор — это катализатор, который находится в той же фазе, что и реагенты. Например, катализатор может быть растворен в жидкой реакционной смеси.

Катализаторы гетерогенные

Простая модель гетерогенного катализа включает катализатор, обеспечивающий поверхность, на которой реагенты (или субстраты) временно адсорбируются. ^[1] Химические связи в субстрате становятся достаточно ослабленными для образования новых. По мере того как продукты образуются, они относительно слабо связываются с катализатором и, следовательно, высвобождаются. Известны различные возможные механизмы реакций на поверхностях в зависимости от того, как происходит адсорбция.

Например, рассмотрим процесс Габера по производству аммиака из азота и водорода. В этом случае мелкодисперсное железо действует как гетерогенный катализатор. Поскольку молекулы реагента (водород и азот) связываются с катализатором, этот процесс связывания имеет два эффекта: во-первых, молекулы сближаются ближе, чем они были бы в газовой фазе; во-вторых, их внутренние связи ослаблены.Таким образом, катализатор позволяет молекулам реагента реагировать быстрее, чем если бы они оставались в газовой фазе.

Катализаторы гомогенные

При гомогенном катализе сам катализатор может быть преобразован на ранней стадии реакции, и он регенерируется к концу реакции. Примером может служить разложение озона свободными радикалами хлора (свободными атомами хлора). Свободные радикалы хлора образуются под действием ультрафиолетового излучения на хлорфторуглероды (ХФУ).Эти свободные радикалы реагируют с озоном с образованием молекул кислорода, а свободные радикалы хлора регенерируются. Вот некоторые из простейших реакций.

Cl • + O ₃ → ClO • + O ₂

ClO • + O ₃ → Cl • + 2 O ₂

Биологические катализаторы

В природе ферменты являются катализаторами биохимических реакций, протекающих в живых организмах.Большинство ферментов являются белками, но некоторые ферменты, называемые рибозимами , состоят из РНК. Было обнаружено, что некоторые молекулы ДНК, называемые дезоксирибозимами , обладают каталитической активностью. Кроме того, некоторые антитела, обычно полученные искусственно, обладают каталитической активностью и называются абзимами .

Энергетика реакций

Катализаторы

работают, обеспечивая альтернативный механизм химической реакции — механизм, который снижает энергию активации по сравнению с некаталитической реакцией.Это означает, что катализаторы уменьшают количество энергии, необходимое для начала химической реакции. Кроме того, «переходное состояние» (нестабильный переходный промежуточный продукт), образованное реагентами во время каталитической реакции, обычно отличается от того, которое образуется во время некаталитической реакции.

Диаграмма энергетического профиля справа показывает, что каталитический путь (красный) имеет более низкую энергию активации, чем некаталитический путь (синий). Кроме того, это показывает, что чистое изменение энергии для всей реакции одинаково, независимо от того, используется ли катализатор или нет.

Таким образом, катализаторы могут позволить реакциям протекать с гораздо большей скоростью, определенными способами или при более низких температурах. Кроме того, некоторые реакции протекают только в присутствии катализатора.

Катализаторы не могут вызвать энергетически неблагоприятные реакции. Они № влияют на химическое равновесие реакции, потому что на скорости прямой и обратной реакций в равной степени влияет катализатор.

Производной единицей измерения «каталитической активности» катализатора в системе СИ является катал (моль в секунду).В биохимии каталитическая активность фермента измеряется в единицах фермента.

Активность катализатора также может быть описана оборотным числом (TON). В энзимологии число оборотов определяется как максимальное количество молей субстрата, которое фермент может преобразовать в продукт на один каталитический сайт (фермента) в единицу времени. В других областях химии число оборачиваемости (TON) определяется как количество молей субстрата, которое моль катализатора может преобразовать до того, как катализатор станет инактивированным.Термин частота оборота (TOF) используется для обозначения оборота в единицу времени, как в энзимологии.

Отравление катализатора

Катализатор может быть отравлен, если другое соединение (подобное ингибитору) изменяет его химически или связывается с ним, но не высвобождает его. Такие взаимодействия эффективно разрушают полезность катализатора, поскольку он больше не может участвовать в реакции, которую он должен был катализировать. Обычными каталитическими ядами являются свинец, сера, цинк, марганец и фосфор.

Приложения

По некоторым оценкам, 60% всех промышленных химических продуктов требуют катализаторов на той или иной стадии в процессе их производства. ^[2] Наиболее эффективными катализаторами обычно являются переходные металлы или комплексы переходных металлов.

Каталитический нейтрализатор автомобиля — хорошо известный пример использования катализаторов. В этом устройстве в качестве катализаторов могут использоваться платина, палладий или родий, поскольку они помогают разрушать некоторые из наиболее вредных побочных продуктов выхлопных газов автомобилей.«Трехкомпонентный» каталитический нейтрализатор выполняет три задачи: (а) восстановление оксидов азота до азота и кислорода; (б) окисление окиси углерода до двуокиси углерода; и (c) окисление несгоревших углеводородов до диоксида углерода и воды.

Другие примеры катализаторов и их применения следующие.

• Массовое производство полимера, такого как полиэтилен или полипропилен, катализируется агентом, известным как катализатор Циглера-Натта, который основан на хлориде титана и соединениях алкилалюминия.

• Оксид ванадия (V) является катализатором для производства серной кислоты в высоких концентрациях методом, известным как контактный процесс .

• Оксид алюминия и кремнезем являются катализаторами расщепления больших углеводородных молекул на более простые — процесса, известного как крекинг .

• Ряд ферментов используется для химических превращений органических соединений. Эти ферменты называются биокатализаторами , а их действие называется биокатализом .

• Электроды топливного элемента покрыты катализатором, таким как платина, палладий или наноразмерный порошок железа.

• Процесс Фишера-Тропша — это химическая реакция, в которой окись углерода и водород превращаются в жидкие углеводороды в присутствии катализаторов на основе железа и кобальта. Этот процесс в основном используется для производства синтетического нефтяного заменителя топлива или смазочного масла.

• Реакции гидрирования, которые включают добавление водорода к органическим соединениям, таким как алкены или альдегиды, требуют катализатора, такого как платина, палладий, родий или рутений.

• Ряд химических реакций катализируется кислотами или основаниями.

См. Также

Список литературы

1. ↑ Обратите внимание, что термин «адсорбция» означает связывание с поверхностью вещества. В этом случае реагенты связываются с поверхностью катализатора.
2. ↑ «Признание лучших в инновациях: прорывный катализатор», R&D Magazine , сентябрь 2005 г., стр. 20.

Внешние ссылки

Все ссылки получены 17 января 2017 г.

Кредиты

New World Encyclopedia Писатели и редакторы переписали и завершили статью Wikipedia в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников Энциклопедии Нового Света, участников, так и на самоотверженных добровольцев Фонда Викимедиа.Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних публикаций википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в энциклопедию Нового Света :

Примечание. Некоторые ограничения могут применяться к использованию отдельных изображений, на которые распространяется отдельная лицензия.