بخشی از مقاله
بررسي پارامترهاي موثر بر توليد اگزالات نقره مورد استفاده در سنتز کاتاليست EO
چکيده
يکي از روش هاي توليد اگزالات نقره ، واکنش افزودن اگزالاليک اسيد يا هر نمک اگزالات ديگر در آب به يک محلول آبي نمک نقره است . از آنجا که لازم است اگزالات نقره مورد استفاده در تهيه کاتاليست نهايي ويژگي هاي خاصي داشته باشد، بايد شرايط حاکم بر واکنش توليد اگزالات نقره را بهينه نمود.
از جمله پارامترهاي تاثيرگذار بر ويژگي هاي اگزالات نقره توليد شده در اين واکنش ، مي توان به غلظت آغازگرهاي واکنش ، نسبت محلول هاي اوليه ، سرعت به هم خوردن ، pH محلول واکنش و دماي واکنش اشاره کرد که در اين تحقيق تلاش شده است که تاثير هر يک از اين پارامترها بر ويژگي هاي محصول توليد شده مورد بررسي قرار گرفته و بهينه شود.
اندازه ذرات و گستره تغييرات اندازه ذرات (يکنواختي ) اگزالات نقره دو عامل اساسي تاثيرگذار در مرحله تشکيل کمپلکس در سري واکنش هاي منتهي به توليد کاتاليست نهايي است و به اين سبب فرايند توليد اگزالات نقره را بايد به گونه اي تدوين نمود که اين دو ويژگي کنترل شده و مطلوب باشند.
واژه هاي کليدي
ترسيب شيميايي ، اگزالات نقره ، اندازه ذرات ،
١- مقدمه
يکي از واکنش هاي مورد توجه در صنايع شيمي و پتروشيمي واکنش اکسيداسيون اتيلن در جهت توليد اتيلن اکسيد در فاز گازي است و اگزالات نقره به عنوان يکي از مواد اوليه در واکنش هاي توليد کاتاليست هاي مورد نياز اين واکنش اکسيداسيون همواره مورد توجه بوده است . براي تهيه کاتاليست مورد نظر، اکزالات نقره نامحلول در آب ، در عامل کمپلکس کننده اي مثل آمين حل شده و سپس ذرات نقره کمپلکس شده بر روي يک حامل مثل آلفا آلومينا جايگذاري مي شوند. اين تحقيق با هدف تهيه اگزالات نقره مناسب جهت اين کاربرد طراحي و اجرا شده است .
٢- بخش تجربي
پرکاربردترين روش جهت تهيه اگزالات نقره روش ترسيب شيمايي است . روش ترسيب شيميايي ١ در مواردي که مواد اوليه واکنش حلاليت قابل توجهي در يک حلال دارند و محصول واکنش حلاليت کمي در محيط واکنش دارد و جداسازي محصول در پايان واکنش به راحتي ممکن است يک روش ساده ، سريع و قابل کنترل محسوب مي شود. در يک واکنش ترسيب شيميايي پارامترهايي همچون نوع آغازگرهاي واکنش ، غلظت اوليه واکنشگرها، نسبت غلظت هاي اوليه ، سرعت به هم خوردن ، دما و
pH بر ويژگي هاي محصول نهايي تاثيرگذارند. در اين تحقيق هدف بهينه سازي شرايط واکنش و پارامترهاي تاثيرگذار در يک واکنش ترسيب شيميايي است که به توليد اگزالات نقره مورد نظر مي انجامد. از جمله فاکتورهايي که خصوصيات يک رسوب را تعيين مي کنند مي توان به اندازه ذرات و گستره اندازه ذرات اشاره کرد. اندازه ذرات مطلوب اگزالات نقره مورد نظر در اين تحقيق بين ١٠ تا ١٥ ميکرومتر مي باشد. ذرات کوچکتر از اين اندازه مشکلاتي در روند جداسازي محصول از محيط واکنش و ذرات بزرگتر از اين اندازه مشکلاتي را در فرايند تهيه کمپلکس مورد نياز جهت تهيه کاتاليست ايجاد مي کنند. يکنواختي و چسبناک نبودن ذرات اگزالات نقره ، قابليت توزيع ٢ يکنواخت اين ذرات را افزايش داده و بنابراين فرايند جايگذاري ذرات نقره که به توليد کمپلکس مي انجامد سريع تر و يکنواخت تر خواهد بود.
براي انتخاب گونه اي که حاوي يون نقره باشد حلاليت قابل توجه در آب و همچنين ميزان در دسترس بودن گونه مورد نظر، فاکتورهاي تعيين کننده اي هستند که با توجه به آنها نمک نيترات نقره به عنوان آغازگر حاوي يون نقره مورد استفاده قرار گرفته است . داده هاي مربوط به حلاليت نمک هاي نقره در جدول ١ آمده است . گونه اي که در مقالات علمي به عنوان گونه تامين کننده يون اگزالات معرفي شده است پتاسيم اگزالات است . اما با توجه به اينکه در مراحل بعدي انجام واکنش تنظيم pH هم يکي از پارامترهاي موثر در ويژگي هاي محصول نهايي است در روش هايي که از اگزالات پتاسيم استفاده شده است يک اسيد غير ارگانيک براي تنظيم pH به کار گرفته مي شود که انتخاب اين اسيد محدوديت هاي خاص خودش را دارد. به همين دليل در اين تحقيق اسيد اگزاليک هم به عنوان گونه تامين کننده يون اگزالات و هم به عنوان گونه تنظيم کننده pH مورد استفاده قرار گرفته است .
غلظت هاي اوليه مواد اوليه شرکت کننده در واکنش و اندازه ذرات حاصل از اين آزمايش ها در جدول ٢ گزارش شده است .
همانطور که از داده هاي جدول مي توان استنباط کرد غلظت اوليه محلول حاوي يون نقره تاثير قابل ملاحظه اي بر اندازه ذرات نهايي اگزالات نقره دارد در حالي که تاثير غلظت اوليه محلول حاوي يون اگزالات بر اندازه ذرات نهايي محصول کمتر است . نکته قابل ملاحظه ديگري که از داده هاي جدول ٢ مي توان به آن اشاره کرد مقايسه نسبت غلظت هاي اوليه دو گونه واکنش دهنده و اثر آن بر گستره توزيع اندازه ذرات محصول نهايي است . همانطور که ديده مي شود هر چه اين نسبت به ١ نزديک تر باشد و يا به عبارتي غلظت اوليه دو آغازگر واکنش به هم نزديک تر باشد اندازه ذرات محصول نهايي يکنواخت تر و گستره توزيع اندازه ذرات کوچکتر است .
