रासायनिक उत्प्रेरक सभी अलग-अलग आकार, आकार और रूपों में आ सकते हैं। उनका उपयोग रासायनिक प्रतिक्रिया को सक्रिय करने के लिए आवश्यक ऊर्जा सीमा को कम करने के लिए किया जाता है, जिससे दर में वृद्धि होती है - अक्सर परिमाण के आदेश से। अनुमानित 90% औद्योगिक रूप से संश्लेषित रसायनों में कटैलिसीस का कुछ उपयोग होता है।
सबसे कुशल और विशिष्ट उत्प्रेरक खोजना रासायनिक प्रक्रियाओं का एक अनिवार्य हिस्सा है, और एक उत्प्रेरक का होना आदर्श है जो विभिन्न प्रतिक्रियाओं के लिए आसानी से उपलब्ध और ट्यून करने योग्य दोनों है - यह वह जगह है जहां सामग्री का जिओलाइट परिवार चमकता है।
जिओलाइट्स समान रासायनिक संरचना और भौतिक-रासायनिक गुणों वाली सामग्री का एक वर्ग है। वे आम तौर पर सिलिका, एल्यूमिना और पानी के अणुओं दोनों का मिश्रण होते हैं, जिनमें ढीले बंधे सकारात्मक आयन होते हैं जिन्हें आसानी से दूसरों के लिए बदला जा सकता है। ये सकारात्मक आयन, साथ ही जिओलाइट्स की अनूठी सूक्ष्म संरचना, उन्हें व्यापक रूप से लागू उत्प्रेरक क्षमताओं की अनुमति देती है।
250 से अधिक ज्ञात जिओलाइट संरचनाएं हैं, जिनमें से 40 स्वाभाविक रूप से होती हैं। प्रत्येक अद्वितीय संरचना को अंतर्राष्ट्रीय जिओलाइट एसोसिएशन संरचना आयोग द्वारा 3-अक्षर का पदनाम प्राप्त होता है।
क्रिस्टल एक दोहराई जाने वाली जाली संरचना बनाते हैं, जिसे क्रिस्टलोग्राफी के माध्यम से पहचाना और मापा जा सकता है। जिओलाइट्स अपने छिद्रों के कारण व्यापक सतह क्षेत्र का दावा करते हैं और सोडियम, कैल्शियम, पोटेशियम, या मैग्नीशियम जैसे विभिन्न प्रकार के उद्धरणों का विज्ञापन कर सकते हैं। वे ठोस अम्ल के रूप में कार्य करने के लिए हाइड्रोजन केशनों का भी विज्ञापन कर सकते हैं।
पहला जिओलाइट 18वीं शताब्दी में खोजा गया था जब यह पाया गया कि खनिज स्टिलबाइट गर्म होने पर महत्वपूर्ण मात्रा में भाप छोड़ता है। इससे यह समझ पैदा हुई कि पानी पदार्थ की सतह पर सोख लिया जा सकता है। आगे के अध्ययन ने जिओलाइट्स के परिवार के भीतर कई खनिजों की पहचान की है, कई अलग-अलग संरचनात्मक विन्यास और ताकना आकार के साथ।
जिओलाइट्स अत्यधिक स्थिर, गैर विषैले, पुन: प्रयोज्य हैं, और अत्यधिक प्रचुर मात्रा में प्राकृतिक सामग्रियों से बनाए जा सकते हैं। मानव निर्मित जिओलाइट्स को सोडियम हाइड्रॉक्साइड के साथ एल्यूमिना और सिलिका को गर्म करने से संश्लेषित किया जा सकता है, इसके रूप में क्रिस्टल की संरचना को निर्देशित करने के लिए अतिरिक्त टेम्पलेट रसायनों का उपयोग किया जाता है।
प्रत्येक अलग जिओलाइट प्रकार के छिद्र विशिष्ट और दोहराए जाने वाले स्थानों में बांड को तोड़ सकते हैं, वांछित उत्पाद को अधिकतम कर सकते हैं और किसी भी अवांछित डेरिवेटिव को कम कर सकते हैं। यह प्लास्टिक कचरे के पुनर्चक्रण में विशेष रूप से उपयोगी है, जहां जिओलाइट छिद्र बहुत बड़े बहुलक से विशेष आकार के आणविक टुकड़ों को अलग कर सकते हैं, जिसे फिर नए पॉलिमर या नई सामग्री में पूरी तरह से पुन: उपयोग किया जा सकता है। इसी तरह का सिद्धांत मीथेन, एक ग्रीनहाउस गैस, को मेथनॉल में बदलने में सफल रहा है।
इन आकर्षक सामग्रियों में जिओलाइट संरचना के भीतर छिद्रों के अनुसार आणविक छलनी के रूप में व्यवहार करने, आणविक मिश्रण को छानने की क्षमता भी होती है। यह आकार बहिष्करण 250 जिओलाइट संरचनाओं में से किसका उपयोग किया जाता है, इसके आधार पर विभिन्न अणुओं को छानने और सोखने की अनुमति देता है। इसके लिए आमतौर पर मानव निर्मित जिओलाइट्स को प्राथमिकता दी जाती है, क्योंकि क्रिस्टल के आकार और आकार में हेरफेर किया जा सकता है और खनिज में संदूषक होने की संभावना कम होती है।
उनके वांछनीय गुणों के बावजूद, कुछ जिओलाइट्स के साथ औद्योगिक पैमाने पर काम करना मुश्किल हो सकता है। इससे निपटने के लिए, कम कमियों के साथ सामग्री के लाभों को अधिकतम करने के लिए समग्र सामग्री तैयार की गई है। स्वीडिश वैज्ञानिकों ने एक हल्का जिओलाइट-फोम सम्मिश्रण विकसित किया है, जो कार्बन डाइऑक्साइड के चुनिंदा सोखने में उपयोगी होने के लिए पर्याप्त जिओलाइट सतह क्षेत्र को बनाए रखता है, इसे वातावरण से हटा देता है। पारंपरिक जिओलाइट पाउडर के विपरीत, फोम फ्रेमवर्क अधिक गैस को उत्प्रेरक के संपर्क में रहने की अनुमति देता है।
जिओलाइट्स का उपयोग जल शोधन प्रयासों में सहायता के लिए भी किया गया है, क्योंकि क्रिस्टल आमतौर पर कैल्शियम और मैग्नीशियम जैसे कठोर पानी में पाए जाने वाले आयनों को अवशोषित और विनिमय कर सकते हैं, उन्हें कम हानिकारक विकल्पों के साथ बदल सकते हैं।
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