เชื้อเพลิงที่ใช้ในรถยนต์ส่วนใหญ่เป็นน้ำมันเบนซินและเอทานอล การเผาไหม้ที่สมบูรณ์ของเชื้อเพลิงทั้งสองนี้ทำให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2(ก.)) และน้ำ (H2อ.) อย่างไรก็ตาม น่าเสียดายที่การเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์และสิ่งสกปรกในแอลกอฮอล์และน้ำมันเบนซิน สามารถสร้างสารที่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมได้มาก ในกรณีน้ำมันเบนซิน คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO(ช)); ไฮโดรคาร์บอน (สารประกอบที่ประกอบด้วยคาร์บอนและไฮโดรเจน) เช่น อีเทน (C2โฮ6(ก.)); และไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) โดยส่วนใหญ่เป็นไนโตรเจนมอนอกไซด์ (NO) และไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO .)2(ก.)).
ดังนั้น เพื่อหลีกเลี่ยงการเพิ่มขึ้นของมลพิษทางอากาศ รถยนต์ทุกคันต้องใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า เครื่องฟอกไอเสียเชิงเร่งปฏิกิริยาหรือเครื่องฟอกไอเสียเชิงเร่งปฏิกิริยาซึ่งเป็นอุปกรณ์ป้องกันมลพิษซึ่งมีหน้าที่ในการบำบัดก๊าซเหล่านี้ที่ปล่อยออกมาจากเครื่องยนต์สันดาปภายในและเปลี่ยนให้เป็นก๊าซที่เป็นอันตรายน้อยกว่า เครื่องฟอกไอเสียเชิงเร่งปฏิกิริยายังใช้เพื่อจุดประสงค์นี้ในกระบวนการทางอุตสาหกรรมบางอย่าง
ก๊าซมลพิษที่กล่าวถึงออกจากเครื่องยนต์และเข้าสู่เครื่องฟอกไอเสียเชิงเร่งปฏิกิริยาผ่าน "รัง" ชนิดหนึ่ง ซึ่งเซลล์โดยทั่วไปทำด้วยวัสดุเซรามิกหรือโลหะซึ่งเคลือบด้วยอลูมินา (อะลูมิเนียมออกไซด์ - อัล
2โอ3). รูปร่างรังผึ้งที่มีช่องเล็กๆ นี้มีความสำคัญเนื่องจากให้พื้นผิวสัมผัสขนาดใหญ่สำหรับก๊าซ ทำให้พวกมันทำปฏิกิริยาได้รวดเร็วยิ่งขึ้นแต่ตัวเร่งปฏิกิริยาที่แท้จริงคือโลหะที่อยู่ด้านบนของอะลูมิเนียมออกไซด์ โดยทั่วไปแล้วโลหะที่ใช้ ได้แก่ แพลเลเดียม โรเดียม แพลตตินั่ม หรือโมลิบดีนัม คุณยังสามารถผสมโลหะเหล่านี้และใช้โลหะผสมได้ ตัวอย่างเช่น ในกรณีของน้ำมันเบนซิน โดยปกติแล้วจะใช้โลหะผสมของแพลเลเดียมและทอเรียม ในกรณีของเอทานอลจะใช้โลหะผสมอื่นของแพลเลเดียมและโมลิบดีนัม โลหะเหล่านี้ทำการเร่งปฏิกิริยาที่ต่างกันด้วยก๊าซที่ก่อมลพิษ
ตัวเร่งปฏิกิริยาต่างกัน เป็นปฏิกิริยาประเภทหนึ่งที่ตัวเร่งปฏิกิริยาก่อตัวขึ้นกับสารตั้งต้น (ในกรณีนี้คือก๊าซที่ก่อมลพิษ) เป็นระบบโพลีเฟส เนื่องจากตัวเร่งปฏิกิริยาดูดซับ กล่าวคือ มันเก็บโมเลกุลของสารตั้งต้นไว้บนพื้นผิวของมัน ทำให้พันธะของพวกมันอ่อนลง และทำให้กระบวนการเกิดปฏิกิริยาเร็วขึ้น
เป็นผลให้โลหะเร่งปฏิกิริยาเปลี่ยนสารก่อมลพิษเช่น CO และ NOx ในก๊าซที่ไม่เป็นพิษเช่นCO2, H2O, O2 และไม่2. ดูปฏิกิริยาเหล่านี้ด้านล่างและสังเกตว่าปฏิกิริยาเหล่านี้มีปฏิกิริยาออกซิเดชันของไฮโดรคาร์บอนและ CO (ได้มาจากการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์) และการลดลงของไนโตรเจนออกไซด์เป็นก๊าซไนโตรเจน (N2):
2 CO(ช) + 2 ไม่(ช) → 2 CO2(ก.) +1 น2(ก.)
2 CO(ช) +1 โอ2(ก.) → 2 CO2(ก.)
2C2โฮ6(ก.) + 7 โอ2(ก.) →4 CO2(ก.) + 6 ชั่วโมง2โอ(v)
2 ไม่2(ก.) +4 CO(ช) →1 น2(ก.) + 4 CO2(ก.)
2 ไม่2(ก.) →1 น2(ก.) + 2 โอ2(ก.)
2 ไม่(ช) →1 น2(ก.) +1 โอ2(ก.)
โดย เจนนิเฟอร์ โฟกาซา
จบเคมี
ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/conversor-catalitico.htm
