رینی نیکل

 

کاتالیزور رینی نیکل پودری حاصل از آلیاژ نیکل-آلومینیوم و به رنگ نقره ای روشن می باشد که در آب نامحلول است. از این ماده برای تقویت عملکرد شیمیایی در ساخت مواد مصنوعی و فرآوری روغن نباتی و نفت استفاده می شود.

 

نیکل اسفنجی که نام دیگر این ماده است، اگر در معرض هوا یا رطوبت قرار بگیرد، و اگر به اندازه کافی گرم شود، شعله ور می گردد. نیکل Raney به عنوان معرف و کاتالیزور در شیمی آلی استفاده می شود. این ماده در سال ۱۹۲۶ میلادی توسط مهندس آمریکایی موری رنی برای هیدروژناسیون روغن های گیاهی ساخته شده است.

 

خواص و مشخصات شناسایی رینی نیکل

 

خواص  مشخصات
شکل فیزیکی                                                     پودر خاکستری رنگ وزن مولکولی                                                         (g/mol)58.693
حلالیت در آب                                                                   نامحلول شماره (CAS No)                                                          ۷۴۴۰-۰۲-۰

 

آماده سازی آلیاژ رینی نیکل

 

آلیاژ Ni-Al با حل شدن نیکل در آلومینیوم مذاب و به دنبال آن خنک سازی، تهیه می شود. بسته به نسبت Ni: Al، خنثی سازی مراحل مختلفی را شامل می شود.

 

در طی فرآیند خنک سازی، مقادیر کمی از فلز سوم، مانند روی یا کروم، برای افزایش فعالیت کاتالیزور حاصل اضافه می شود. این فلز سوم “پروموتر” نامیده می شود. پروموتر مخلوط را از یک آلیاژ باینری به یک آلیاژ سه تایی تغییر می دهد، که می تواند منجر به خواص مختلف در حین فعال شدن گردد.

 

مقاله ای در سال ۱۹۴۸ میلادیدر مجله JACS با عنوان “تهیه کاتالیزورهای نیکل رینی و استفاده از آنها در شرایط قابل مقایسه با کاتالیزورهای پلاتین و پالادیوم” منتشر شده است که می توانید با کلیک بر اینجا به لینک مقاله دسترسی داشته باشید.

 

فعال سازی:

 

در فرآیند فعال سازی، آلیاژ معمولاً به صورت پودر ریز، با محلول غلیظ هیدروکسید سدیم تصفیه می شود. واکنش ساده شستشو با معادله شیمیایی زیر ارائه می شود:

 

 ۲Al + 2NaOH + 6H۲O → ۲Na[Al(OH)۴] + ۳H۲

 

تشکیل آلومینات سدیم (Na[Al (OH)۴])، مستلزم استفاده از محلول هایی با غلظت بالای هیدروکسید سدیم برای جلوگیری از تشکیل هیدروکسید آلومینیوم است که در غیر این صورت به صورت بایریت رسوب می کند، از این رو از محلول های هیدروکسید سدیم با غلظت حداکثر ۵ میلی متر استفاده می شود.

 

دمای مورد استفاده برای شستشوی آلیاژ تأثیر قابل توجهی بر خصوصیات کاتالیزور دارد. معمولاً شستشو بین ۷۰ تا ۱۰۰ درجه سانتی گراد انجام می شود. سطح نیکل Raney (و به طور کلی کاتالیزورهای مرتبط) با افزایش دمای شستشو کاهش می یابد.

 

این امر به دلیل بازآرایی ساختاری درون آلیاژ است که ممکن است مشابه پخت باشد، جایی که رباط های آلیاژ در دماهای بالاتر شروع به چسبیدن به یکدیگر می کنند و منجر به از بین رفتن ساختار متخلخل می شوند.

 

نمودار فازی سیستم Ni-Al

 

نمودار فازی سیستم Ni-Al

 

نمودار دما و درصد وزن نیکل در آلومینیوم، مناطق پایداری در مراحل مختلفAlNi  Al۳Ni ، AlNi۳ و Al۳Ni۲ را نشان می دهد. تصاویر SEM  این آلیاژ نشان می دهد که ترک های کوچکی با عرض تقریبی ۱-۱۰۰ نانومتر در داخل بلورها دیده می شود که باعث افزایش سطح می شود.

 

از نظر ماکروسکوپی، نیکل Raney یک پودر خاکستری رنگ و از نظر میکروسکوپی، هر ذره از این پودر یک شبکه سه بعدی است، منافذی با اندازه و شکل نامنظم که اکثریت قریب به اتفاق آن در طی فرآیند شستشو ایجاد می شود.

 

نیکل Raney به دلیل ثبات حرارتی و ساختاری و همچنین داشتن یک سطح BET بزرگ، قابل توجه است. این خصوصیات نتیجه مستقیم فرآیند فعال سازی است و به فعالیت کاتالیزوری نسبتاً بالایی کمک می کند.

 

کاربردهای رینی نیکل

 

نیکل Raney به دلیل پایداری و فعالیت کاتالیزوری بالا در دمای اتاق در تعداد زیادی فرآیند صنعتی و در سنتز آلی استفاده می شود.

 

کاربردهای صنعتی:

 

Chemical reaction. Benzene converts to cyclohexane under the action of hydrogen and Raney nickel. Cyclohexane then oxidizes to adipic acid.

 

یک مثال عملی از استفاده از نیکل Raney در صنعت در واکنش بالا نشان داده شده است، جایی که بنزن به سیکلوهگزان تبدیل می شود. کاهش حلقه بنزن از طریق سایر روش های شیمیایی بسیار دشوار است، اما می توان با استفاده از نیکل Raney این کار را انجام داد.

 

کاتالیزورهای ناهمگن دیگر، مانند آنهایی که از عناصر گروه پلاتین استفاده می کنند، ممکن است به جای اثر مشابه مورد استفاده قرار گیرند، اما تولید آن گران تر از نیکل رینی است.بنزن معمولاً با استفاده از نیکل Raney برای تولید نایلون به سیکلوهگزان تبدیل می شود.

 

کاربردها در سنتز آلی:

 

کاربردهای رینی نیکل در سنتز آلی

 

نیکل رانی در سنتز آلی برای گوگرد زدایی استفاده می شود. به عنوان مثال، تیو استازها در آخرین مرحله از کاهش موزینگو به هیدروکربن ها تقلیل می یابند.

 

ایمنی در هنگام استفاده!

 

نیکل رینی قابل اشتعال است. فلز نیکل جزء دسته مواد “مضر” طبقه بندی می شود. به دلیل مساحت زیاد و حجم بالای گاز هیدروژن موجود، نیکل رینی خشک و فعال ماده ای هورمونی است که نیاز به جابجایی در جو بی اثر دارد.

 

نیکل Raney معمولاً به صورت دوغاب ۵۰٪ در آب عرضه می شود. حتی پس از واکنش، باقیمانده نیکل Raney حاوی مقدار قابل توجهی گاز هیدروژن است و ممکن است در معرض هوا، خود به خود شعله ور شود.

 

علاوه بر این ها، قرار گرفتن در معرض رینی نیکل ممکن است باعث تحریک دستگاه تنفسی و حفره های بینی شود و در صورت استنشاق باعث فیبروز ریوی شود. بلع این ماده ممکن است منجر به تشنج و اختلالات روده شود، همچنین می تواند باعث تحریک چشم و پوست شود. قرار گرفتن در معرض مقادیر زیاد این ترکیب، منجر به پنومونیت و سایر علائم حساسیت به نیکل مانند بثورات پوستی”خارش نیکل” می شود.

 

منابع:

۱) www.pubchem.ncbi.nlm.nih.gov  

۲) www.en.wikipedia.org

 

جهت جستجوی این محصول اینجا جستجو کنید.

خرید محصولات از این سایت تحت گارانتی دکتر شاهرضایی می باشد.