Экологический катализ

Экологический катализ — раздел науки о катализе, изучающий закономерности реакций каталитического превращения веществ, которые могут быть использованы для решения технологических вопросов охраны окружающей среды.

Экологический катализ представляет собой научное направление, связанное с практическим использованием катализа в целях охраны окружающей среды от загрязнений. Важнейшими составляющими процессов экологического катализа, направленными на защиту окружающей среды, являются принципиально безотходные технологии, а также методы очистки атмосферного воздуха, сточных вод и почвы от вредных загрязнений.

Процессы экологического катализа можно разделить на три группы. К первой группе относятся процессы каталитической очистки газовых выбросов в атмосферу с целью защиты воздушного бассейна от загрязнений токсичными веществами.

Ко второй группе относятся процессы очистки сточных вод с целью защиты водного бассейна.

К третьей группе относятся процессы создания безотходных и малоотходных химических технологий.

Для большинства процессов первой и второй групп характерно превращение удаляемых токсичных веществ в безвредные соединения. Оптимальными являются процессы их превращения в ценные продукты. Наиболее радикальным решением технологических аспектов охраны окружающей среды является использование безотходных, экологически чистых технологий. В создании безотходных каталитических процессов большое значение имеет разработка и использование высокоселективных катализаторов, повышающих выходы целевых продуктов и уменьшающих отходы, а также полифункциональных катализаторов, позволяющих значительно упрощать и интенсифицировать промышленные технологии.

Проблемы, которые призван решать экологический катализ, принципиально отличаются от задач, стоящих перед техническим (продуцирующим) катализом. В соответствии с этим, в значительной степени различаются и процессы, используемые в этих областях. В техническом катализе применяются различные реакции как окислительно-восстановительного, так и кислотно-основного типа. В отличие от этого экологический катализ газофазных реакций использует, главным образом, ограниченный круг превращений токсичных веществ. Это в основном газообразные реакции: окисление кислородом, иногда озоном, реже — реакции восстановления и в гораздо меньшей степени — разложения. При этом используются такие превращения веществ, которые приводят к образованию безвредных или ценных продуктов.

Разработки в области экологического катализа часто осуществляются при использовании методов нетрадиционного катализа. Созданы нетрадиционные методы проведения гетерогенно-каталитических процессов, основанные на нагревании непосредственно катализатора, а не всего объема очищаемого газа.

Термин «экологический катализ» предложен в 1980 году член-корреспондентом НАН Украины В. М. Власенко. В 1981—2000 гг. в Институте физической химии им. Л. В. Писаржевского НАН Украины работал возглавляемый им отдел экологического катализа — первое на Украине и в мире научное подразделение с таким названием. В настоящее время термин является общепризнанным в мировой практике (environmental catalysis), как раздел химической науки.

Литература

• Власенко В. М. Экологический катализ. / Киев: Наукова думка, 2010. — 237 с.; Власенко В. М. Физико-химические основы экологического катализа газофазных реакций. // Теорет. и эксперим. химия. — 1993. — № 6. — с. 482—500.
• Власенко В. М. Особенности нетрадиционного катализа. // Тезисы докл. симпозиума «Современные проблемы катализа». — Донецк, 2000. — с.51.
• Власенко В. М., Вольфсон В. Я. Об особенностях «экологического» катализа.// В кн.: XIII Укр. респ. конф. по физ. химии. Одесса, 1980 — с. 69;
• Janssen, F.J.J. G. Santen R.A. Environmental Catalysis / Imperial College Press, 1999. — 369 р.; Environmental Catalysis, Editors: G.Ertl, H.Knözinger, J.Weitkamp / Wiley, 1999. — 248 р. ; Grassian V.H. Environmental Catalysis, CRC Press, 2005—701 р.