התקדמות המחקר ביישום זרזים בהגנה על הסביבה

התקדמות המחקר על יישום זרזים בהגנה על הסביבה. 1. הגדרת זרזים להגנת הסביבה. זרזים סביבתיים מתייחסים לזרזים המשמשים לטיפול בחומרים רעילים ומזיקים במישרין או בעקיפין, מה שהופך אותם ללא מזיקים או מופחתים בכמות, על מנת להגן ולשפר את הסביבה הסובבת. במובן הרחב, ניתן להתייחס לקטגוריית הזרזים הידידותיים לסביבה ככל הזרזים המועילים להגנת הסביבה, לרבות תהליכי סינתזה קטליטיים שאינם מייצרים או אינם מייצרים תוצרי לוואי מזיקים; באופן צר, זה מתייחס לסוגי הזרזים המעורבים בשיפור אפקט החממה, הרס שכבת האוזון, הרחבת טווח הגשם החומצי וזיהום המים. ישנם שני סוגים של זרזים ידידותיים לסביבה: ישירים ועקיפים. לדוגמה, הזרז המשמש להסרת תחמוצות חנקן (NOX) מהפליטה הוא ישיר; הזרזים המשמשים לדיכוי ייצור NOX במהלך תהליך הבעירה הם עקיפים. 2. התקדמות מחקרית ביישום זרזים ידידותיים לסביבה 2.1 זרזים רזים לרכב כאשר מנועי דיזל פועלים בתנאי שריפה רזה, יחס דלק האוויר (יחס דלק אוויר) של מנועי בנזין גדול מ-17:1 או אפילו גבוה יותר. בשלב זה, ניתן לשפר מאוד את ביצועי ההספק של המנוע, תוך הפחתת פליטת CO, תרכובות פחמימנים ו-CO2, בעוד שפליטת ה-NOx עולה מאוד. עבור זרזי המתכת היקרה הפופולריים כיום, יחס דלק אוויר כה גבוה הוא מעבר לטווח הפעולה הרגיל, ולכן אינו יכול לשפר ביעילות את הפחתת ה-NOx. לכן, יש צורך לפתח זרזי רכב חדשים שיכולים לשפר את שיעור ההמרה של NOx בתנאי צריבה רזה. ההפחתה הקטליטית של NOx בתנאי צריבה רזה משכה את עניין החוקרים. לאחר מחקר מוצלח של זרז זה, הוא יהיה בשימוש נרחב בכלי רכב עם מנועי דיזל ומנועי בנזין רזים. 2.2 מחקר על הסרת גופרית גזי פליטה השיטה הטובה ביותר להסרת גזי פליטה היא לזרז באופן סלקטיבי את הפחתת SO2 לגופרית יסודית. שיטה זו יכולה לא רק לחסל את מקור הזיהום של SO2 בגז הפליטה, אלא גם לשחזר את היסוד המוצק גופרית, שהוא לא רק נוח לתחבורה אלא גם לשימוש חוזר. נכון לעכשיו, השיטות להפחתה קטליטית סלקטיבית של SO2 להשגת גופרית אלמנטרית נמצאות בעיקר בשלב המחקר. הבעיות הקיימות הן הפרעה של עודף חמצן בגז הפליטה על תהליך ההפחתה והרעלת הזרז. 2.3 טיפול בחמצון קטליטי של שפכים אורגניים חסינים בריכוז גבוה עם התפתחותן של תעשיות כגון תרופות, כימיקלים וצבעים, יש מספר הולך וגדל של שפכים עקשן בריכוז גבוה. מי השפכים שלהם מאופיינים ברעילות גבוהה של מזהמים, ריכוז גבוה של מזהמים וקושי בפירוק ביולוגי; תכולת מלח אנאורגנית גבוהה. אחת השיטות היעילות ביותר לטיפול בשפכים כאלה היא חמצון כימי. כיום, טכנולוגיית חמצון קטליטי רטוב יעילה היא נושא מחקר חם. שיטה זו יכולה לחמצן ישירות מזהמים אורגניים במים או לחמצן מזהמים אורגניים מולקולות גדולות למזהמים אורגניים מולקולות קטנות, על מנת לשפר את הפירוק הביולוגי של שפכים. בשילוב עם טיפול ביוכימי ניתן להסיר ביעילות מזהמים אורגניים במים. שיטה זו משתמשת בדרך כלל בחומרים חמצוניים כדי להגביר את היכולת לזרז את החמצון של מזהמים אורגניים, כולל אוויר, מי חמצן, אוזון, נתרן היפוכלוריט וכלור דו חמצני. המפתח לשיטה זו הוא פיתוח זרזי חמצון הטרוגניים יעילים. 2.4 סוגים ומצב ניצול של זרזים להגנת הסביבה ישנם היבטים שונים של סוגיות הסביבתיות של כדור הארץ, וכרגע הבעיה הדחופה שיש לפתור היא אפקט החממה