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Einführung in die Katalyse

Überblick

Quelle: Labor von Dr. Ryan Richards – Colorado School of Mines

Katalyse gehört zu den wichtigsten Bereichen von moderner Technologie und derzeit entfallen rund 35 % des Bruttoinlandsprodukts (BIP) und Unterhalt von rund 33 % der Weltbevölkerung durch Düngemittel über das Haber-Verfahren hergestellt. 1 Katalysatoren sind Systeme, die chemische Reaktionen durch Absenkung der Aktivierungsenergie und beeinflussen die Selektivität zu erleichtern. Katalyse wird eine zentrale Technik im Hinblick auf die Energie- und umweltpolitischen Herausforderungen der Neuzeit sein.

Verfahren

1. Vorbereitung von 4-Nitrophenol Lösung gemischt mit Natriumborohydrid

  1. 14 mg 4-Nitrophenol wiegen und in 10 mL VE-Wasser in ein Glas-Durchstechflasche auflösen.
  2. 57 mg von Natriumborohydrid wiegen und in 15 mL VE-Wasser auflösen.
  3. Mischen Sie die zwei Lösungen und magnetische rühren für 30 min bei Raumtemperatur zu einer einheitlichen Lösung. Laborkittel, Sicherheit Brille und Handschuhe sind als Standardprotokoll Schutz erforderlich.

2. Vorbereitung des Kat

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Ergebnisse

Die Reduktion von 4-Nitrophenol mit einem Katalysator ist eine Benchmark-Reaktion in der Literatur für die Katalysatorleistung Bewertung und Messung der Kinetik. Vor der Zugabe des Katalysators, die Farbe der Lösung ist hell gelb, das entspricht 4-Nitrophenol Ion in alkalischen Bedingungen. Ohne den Zusatz eines Katalysators die gelbe Farbe nicht verblassen, dies bedeutet, dass die Mischung von 4-Nitrophenol und Natrium Natriumborhydrid stabil ist.

Nach der Zugabe von Palladium auf Aktivkohl..

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Anwendung und Zusammenfassung

Als Benchmark Reaktion kann die katalytische Anwendung von nanoskaligen Palladium Teilchen auf andere Bereiche erweitert werden. Ähnlich wie bei der Reduktion von 4-Nitrophenol, was eine Colorometric (die Reaktion wird als eine Farbänderung beobachtet), die Hydrierung von chemischen Farbstoffen kann mit dem gleichen Protokoll durchgeführt werden. Chemischen Hydrierung Prozesse sind sehr wichtig in vielen industriellen Reaktionen sowie Abfallentsorgung. Forscher fanden Anwendungen von Katalysatoren in Hydrierung Reakti...

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Referenzen
  1. Armor, J. What is catalysis? North American Catalysis Society. (2008).
  2. Thomas, J.M., Thomas, W.J. Principles and Practice of Heterogeneous Catalysis. Wiley-VCH. Germany (2015).
  3. Heck, R.F., Nolley, J.P. Palladium-catalyzed v Vinylic Hydrogen Substitution Reactions with Aryl, Benzyl and Styryl Halides. J. Org. Chem. 37 (14), (1972).
  4. Oberholzer, M., Frech, C. M. Mizoroki-Heck Cross-coupling Reactions Catalyzed by Dichloro{bis[1,1',1''-(phosphinetriyl)tripiperidine]}palladium Under Mild Reaction Conditions. J. Vis. Exp. (85), e51444, (2014).
  5. Liu, J., Gao, A. X., Johnson, J. A. Particles without a Box: Brush-first Synthesis of Photodegradable PEG Star Polymers under Ambient Conditions. J. Vis. Exp. (80), e50874, (2013).
  6. Fowler, M. L., Ingram-Smith, C. J., Smith, K. S. Direct Detection of the Acetate-forming Activity of the Enzyme Acetate Kinase. J. Vis. Exp. (58), e3474, (2011).
Tags
Leerer WertProblem

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0:00

Overview

1:17

Principles of Catalysis

3:35

Preparation of Materials

4:50

Catalytic Reduction of 4-Nitrophenol

6:08

Applications

8:02

Summary

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