سوال 294187

با عرض سلام خدمت شما دوست عزیز:

می توان گفت مهمترین آلاینده های شیمیایی و ترکیبات خارج شده از اگزوز اتومبیلها علاوه بر دوده و ئیدروکربنهای سوخته نشده عبارتند از:
اکسیدهای نیتروژن با فرمول Nox مانند NO, NO2, N2O5
اکسید های کربن مانند CO و CO2
اکسیدهای نیتروژن و اکسیدهای کربن هر دو اکسیدهای نافلزی هستند. اکسیدهای نافلزی در ترکیب و واکنش با آب، تولید اسید می کنند. بنابراین چنانچه در شرایط مناسب، مقداری از گازهای خروجی اگزوز اتومبیلها را در آب حل نمود، آب خاصیت اسیدی شدید پیدا می کند.
N2O5 + H2O --> 2HNO3
CO2 + H2O --> H2CO3
نیتریک اسید، اسیدی قوی و کربنیک اسید، اسیدی ضعیف می باشد. بنابراین روی هم رفته آب درای خاصیت اسیدی قوی می باشد.
البته این درصورتی است که اتومبیلها مجهز به دستگاهی به نام مبدل کاتالیزوری نباشند. زیرا با تجهیز اتومبیل ها به مبدل کاتالیزوری، هیچ گاز آلاینده ای که با آب واکنش دهد و تولید اسید یا باز نماید، تولید نمی شود:
مبدل کاتالیزوری:
مبدل های کاتالیزوری، کاتالیزگرهایی هستند که امروزه در اتومبیلها بخصوص در کشورهای پیشرفته به کار می روند تا آلاینده های خروجی از اگزوز اتومیبل را به گازهای بی خطر تبدیل نمایند.. درواقع گازهای خروجی از اگزوز خودروهای امروزی 95 تا 97 درصد پاک تر از خودروهای سابق هستند و این امر مدیون مبدلهای کاتالیزوری می باشد.
هم اکنون به جای نشر گازهای آلاینده و خطرناک مانند کربن مونوکسید، اکسیدهای نیتروزن NOx و ئیدروکربنهای نسوخته، با استفاده از مبدل های کاتالیزوری، گازهای بی خطر کربن دی اکسید، بخار آب و نیتروژن وارد هواکره می شوند.
مبدل های کاتالیزوری مثال خوبی از کاتالیزگرهای ناهمگن هستند. درمورد یک مبدل کاتالیزوری، کاتالیزگر یک لایه نازک از فلزی واکنش پذیر روی یک پایه سرامیکی است و واکنش دهنده ها، گازهای خروجی هستند. وقتی گازهای خروجی وارد یک مبدل کاتالیزوری می شوند، مولکولهای گاز از منافذ بسیار ریزی از کاتالیزگرهای پلاتین، پالادیم یا رودیم که روی پایه سرامیکی تعبیه شده است، عبور می کنند.
این کاتالیزگرها بسیار گران هستند، اما از آنجا که عمل کاتالیزگر تنها در سطح آن انجام می شود، تنها یک لایه نازک از فلز کافی است. ساختار متخلخل یا پر از سوراخ کاتالیزگر نیز برای افزایش سطح واکنش پذیر کاتالیزگر که گازها روی آن واکنش انجام می دهند، می باشد.
بیشتر خودروهای مدرن به یک مبدل کاتالیزوری سه مرحله ای مجهز هستند. این سه مرحله به سه دسته نشر آلاینده اصلی کربن مونوکسید، هیدروکربنهای نسوخته و اکسیدهای نیتروزن برمی گردند.
مبل از دو نوع کاتالیزگر استفاده می کند؛ یک کاتالیزگر احیا و یک کاتالیزگر اکسید. هر دو نوع کاتالیزگر شامل یک ساختار سرامیکی است که با یک کاتالیزگر فلزی پوشانده شده است. این مبدل های کاتالیزوری چگونه آلودگی را کاهش می دهند؟
فلزات معمولا" پلاتین، رودیم و یا پالادیم می باشد. هدف ایجاد ساختاری است که حداکثر سطح کاتالیزگر را برای جریان گازهای خروجی فراهم نماید، درحالیکه کمترین مقدار فلز را (به دلیل گرانی) مورد استفاده قرار دهد.
دو نوع ساختار اصلی برای مبدل های کاتالیزوری استفاده می شود. ساختار شش گوشه ای (شبیه کندوی زنبور ) و مهره های سرامیکی. امروزه بیشتر خودروها از ساختار شش گوشه ای استفاده می کنند.

کاتالیزگر احیا:
کاتالیزگر احیا در نخستین مرحله مبدل کاتالیزوری جای می گیرد. این کاتالیزگر از فلزات پلاتین و رودیم برای کاهش نشرهای NOx استفاده می کند. وقتی یک مولکول NO یا NO2 با کاتالیزگر برخورد می کند، کاتالیزگر، اتم نیتروژن مولکول را جدا کرده، آن را بر روی خود نگه می دارد و اکسیژن را به شکل مولکولی O2 آزاد می کند. اتم های نیتروژن نیز با سایر اتم های نیتروژن که با کاتالیزگر برخورد می کنند، تشکیل مولکول نیتروژن N2 را می دهد. به عنوان مثال:
2NO = N2 + O2 یا 2NO2 = N2 + 2O2

کاتالیزگرهای اکسنده :

کاتالیزگر اکسنده دومین مرحله مبدل کاتالیزوری را تشکیل می دهد. این کاتالیزگر، هیدروکربن های نسوخته و کربن مونوکسید را به وسیله سوختن (اکسید کردن) آن ها بر روی یک کاتالیزگر پلاتین یا پالادیوم به گازهای بی خطر تبدیل می کند. این کاتالیزگر ، واکنش کربن مونوکسید و هیدروکربن ها را با اکسیژن باقی مانده در گاز خروجی هدایت می کند. برای مثال:
2CO + O2 = 2CO2
C5H12 + 8O2 = 5CO2 + 6H2O

در مورد سایر روشها من اطلاعی ندارم اما پرتو uv خاصیت گندزدایی دارد. می توانید در منابع جست و جو نمایید.

پیروز و سربلند باشید.

پیروز و سربلند باشید.