Významné katalytické reakce

Cíle předmětu

Cílem předmětu je vytvoření komplexní představy o jednotlivých oblastech využívajících heterogenní katalytické reakce. Zároveň je cílem předmětu seznámit studenta s praktickými příklady z jednotlivých oblastí výzkumu. Významná část předmětu je zaměřena na popis procesů produkující emisní plyny, využití heterogenní katalýzy v ochraně životního prostředí a na popis nejvýznamnějších průmyslových procesů využívajících především heterogenní katalytické reakce.

Získané způsobilosti

Posluchač je po absolvování předmětu schopen orientace v jednotlivých oblastech heterogenních katalytických reakcí a je schopen samostatně řešit aktuální otázky s tím spojené.

Obsah předmětu

Základní prvky aplikace katalýzy.
Základní typy heterogenních katalyzátorů. Zeolity. Anorganické nosiče.
Přehled uplatnění heterogenní katalýzy v ochraně životního prostředí. N2O - zdroje a způsob likvidace. Výroba kyseliny dusičné a adipové - popis výroby a způsoby likvidace N2O emisí. Využití N2O jako oxidačního činidla.
NOx - zdroje a způsob likvidace. Automobilní katalytické systémy. Třícestný katalyzátor. Selektivní katalytická redukce NOx amoniakem a uhlovodíky.
CO2 - zdroje a způsob likvidace. Skladování CO2. Katalytické reakce využívající CO2.
CO, NH3, síra - zdroje a způsob likvidace. Standardní oxidační katalyzátory. Oxidace CO za nízké teploty. Katalytické procesy pro likvidaci plynných organických látek.
Příklady využití heterogenní katalýzy v chemickém průmyslu. Cesta od základních surovin po spotřební materiál. Základní materiály a jejich zpracování. Procesy založené na syntézním plynu.
Katalytická oxidace. Typy aktivních kyslíkových center. Oxidace alkanů. Epoxidace alkanů. Katalytické spalování. Oxidační reakce.
Krakování, hydrokrakování, alkylace a isomerizace - princip, katalyzátory a příklady reakcí.
Dehydrogenace - princip, katalyzátory a příklady reakcí. Hydrogenace - princip, typy katalyzátorů, obecné mechanismy a příklady reakcí.
Amoxidace propenu, metanu, isobutylenu a aromatických metyl-sloučenin. Katalytické reformování - princip, typy katalyzátorů, obecné mechanismy, deaktivace katalyzátorů a příklady.
"Čisté" průmyslové procesy využívající katalytické reakce. Syntéza speciálních látek.
Biokatalýza.
Fotokatalýza.

Odborná literatura

  1. E. K. Rideal : Concepts in catalysis, Academic Press, London, 1968
  2. J. M. Thomas, W. J. Thomas: Heterogeneous catalysis, VCH, New York, 1997
  3. H. F. Rase: Commercial catalysts, CRC Press, Boca Raton, 2000
  4. J. Hagen : Industrial catalysis, VCH, New York, 2005