به گزارش خبرنگار ایمنا، کاتالیزور یا کاتالیست ماده‌ای است که به مخلوط واکنشی افزوده شده، موجب افزایش سرعت آن می‌شود. کاتالیزورها در صنایع مختلفی ازجمله نفت و گاز، پتروشیمی، خودروسازی و داروسازی کاربرد دارد و به دو نوع همگن و ناهمگن موجود است. برای آشنایی بیشتر با کاتالیست‌ها و بررسی وضعیت کنونی آن‌ها در ایران با حمیدرضا یوسفی، دکترای شیمی آلی گفت‌وگویی انجام داده‌ایم که در ادامه می‌خوانید:
کاتالیزگر چیست؟
کاتالیزور یا کاتالیزگر موادی است که می‌تواند سرعت یک واکنش شیمایی را بدون دخالت در مواد اولیه و فرآیند واکنش افزایش دهد. به طور مثال اگر واکنشی خیلی دیر یا اصلاً انجام نشود با استفاده از کاتالیزورها می‌توان قوه محرک را افزایش و سرعت آن را بیشتر کرد. این مواد کاربرد بسیاری دارد، اما در ایران بیشتر به واسطه حضور در خودروها معروف شده است؛ زیرا در سیستم احتراق و سوخت‌رسانی اتومبیل تأثیر بسزایی دارد. کاتالیزورها به دو دسته همگن و ناهمگن تقسیم می‌شود و در صنایع بسیاری ازجمله داروسازی و نفت و گاز کاربرد دارد.
کاتالیست سبز چیست؟
کاتالیزورهای همگن قدمت و کاربرد بسیاری دارد؛ اما امروزه به علت حضور قوانین بازدارنده شیمی سبز و ارائه بند مختص کاتالیست‌های سبز باید از موادی استفاده کرد که با محیط‌زیست سازگار باشد. معمولاً بیشتر کاتالیست‌های همگن با محیط‌زیست سازگار نیست زیرا از اسید، باز و حلال‌های خطرناک ساخته شده است؛ اما کاتالیست‌های ناهمگن سازگاری بیشتری با طبیعت دارد و باید جایگزین نوع همگن شود.
چرا استفاده از کاتالیست‌های ناهمگن اهمیت دارد؟
دلیل اصلی استفاده از کاتالیست‌های ناهمگن، تأثیر آن‌ها در حفظ محیط‌زیست و اقتصادی بودن است. اگر به یک شرکت داروسازی نگاه کنید به دلیل اینکه در فرآیند تولید دارو کاتالیست نیاز است، اسیدهای خطرناکی تولید می‌شود. به طور مثال هنگامی که قرار است دارویی تحت عنوان آسپرین تولید شود علاوه بر ماده اولیه به کاتالیستی قوی مانند اسیدسولفوریک نیز نیازمندیم که مسلماً این اسید تأثیراتی دارد و موجب بروز عوارضی در دارو می‌شود به همین دلیل باید سعی کنیم در صنایع داروسازی، خودروسازی، نفت و گاز از کاتالیست‌هایی استفاده کنیم که تأثیر مخربی بر محصولات اعمال نکند.
تفاوت کاتالیست‌های همگن و ناهمگن چیست؟
کاتالیست‌های همگن هنگامی که وارد یک واکنش می‌شود، قابلیت جداسازی ندارد و در نتیجه قابل بازیافت نیست؛ اما کاتالیست‌های ناهمگن هنگامی که وارد واکنش می‌شود، تأثیر مورد نظر را اعمال و سپس از محیط خارج می‌شود که این مسئله بسیار مهم است؛ زیرا اگر نتوانیم کاتالیست را از واکنش خارج کنیم تأثیرات نامطلوبی ازجمله سازگار نبودن با محیط‌زیست و افزایش قیمت صورت می‌گیرد.
چه عوامل دیگری موجب برتری کاتالیست‌های ناهمگن می‌شود؟
ازجمله دلایل دیگری که موجب برتری کاتالیست‌های ناهمگن می‌شود، جامد بودن آن‌ها است. کاتالیست‌های همگن مایع است و به استثنای مایعات یونی، کاتالیست‌های جامد عملکرد بهتری دارد. یکی از برتری‌های کاتالیست‌های ناهمگن قیمت آن‌ها است که به دلیل استفاده از مواد اولیه ارزان قیمتی مانند منیزیم، آهن، نیکل و موارد مشابه قیمت تمام شده کمتری نسبت به اسیدها و بازهای موجود کاتالیست همگن دارد و مقدار مورد نیاز آن نیز برای هر واکنش کمتر است.
اگر بخواهید از کاتالیست‌های همگن در واکنش استفاده کنید باید چند سی‌سی از آن را مصرف کنید؛ اما اگر از کاتالیست‌های ناهمگن استفاده کنید مقدار بسیار کمی از آن کافی است. کاتالیست‌های ناهمگن از این جهت که می‌تواند تبدیل به نانو شود نیز قابل توجه است؛ بنابراین کاتالیست‌های ناهمگن ارزش بسیار بالایی دارد.
وضعیت استفاده از کاتالیست‌های ناهمگن در ایران چگونه است؟
در سال ۱۳۹۰ شرکت‌هایی به این سمت حرکت و در حیطه تولید کاتالسیت‌های ناهمگن فعالیت کردند که عملکرد مطلوبی نیز داشتند، اما متأسفانه جامعه به شکلی است که نمی‌توان محصول جدیدی را جایگزین نمونه‌ای نامطلوب کرد؛ زیرا طرفداران و مخالفانی دارد و باید فرهنگ استفاده درست از کاتالیست‌های ناهمگن ارائه داد تا مردم این ماده‌ها را به عنوان جایگزین مناسبی برای کاتالیست‌های همگن بشناسند.
در ایران شرکت‌هایی پیرامون این مسئله فعالیت می‌کنند، اما متأسفانه نمی‌توانند به صورت چشمگیری فعالیت کنند؛ زیرا صنایعی از جمله داروسازی و پتروشیمی با آن‌ها قرارداد نمی‌بندند و دلیل آن استفاده از مواد اولیه گران‌قیمتی مانند طلا است. البته باید دانست که اگر در کاتالسیتی از مواد اولیه گران‌قیمتی مانند طلا استفاده کرد راندمان بسیار بهتری می‌توان دریافت کرد و تأثیر و کیفیت آن جوابگوی قیمت بسیار آن خواهد بود. در نتیجه هزینه برای کاتالیستی مطلوب، باکیفیت و سازگار با محیط‌زیست بسیار درست است و علت اصلی موفق نبودن شرکت‌ها در زمینه نانو کاتالیست‌ها، وجود نداشتن فرهنگ‌سازی مناسب است زیرا مردم همچنان تصور می‌کنند کاتالیست برای خودرو است.
کاتالیست‌ها چگونه موجب کاهش آلاینده‌ها می‌شود؟
همان‌طورکه ذکر شد کاتالیست وارد یک واکنش شده و موجب افزایش سرعت آن می‌شود؛ در این هنگام مانند کبد که آلاینده‌های خون را جذب خود می‌کند، علاوه بر افزایش سرعت واکنش، مشکلات و عوارض آن را نیز به خود انتقال می‌دهد، در نتیجه می‌تواند گزینه مناسبی برای تصفیه آب و هوا محسوب شود زیرا به خوبی می‌تواند آلاینده‌ها را جذب خود کند.
سخن آخر...
کاتالیست یک‌بار مصرف نیست و از این نظر نیز توجیه اقتصادی دارد. در خارج از کشور به فردی که در حیطه کاتالیست‌ها فعالیت کند توجه ویژه‌ای می‌شود و هنگامی که رساله یا پایان‌نامه‌ای پیرامون شتاب دهنده و کاتالیست‌ها نوشته می‌شود، بسیار ارزشمند است. ترویج استفاده از کاتالیزورها به صلاح کشور است و موجب کاهش آلایندگی‌ها و بیماری‌ها می‌شود؛ در نتیجه باید تغییری در نگرش جامعه صورت گیرد و استفاده از اسید و بازهای خطرناک به اتمام برسد تا با استفاده از کاتالیست‌های ناهمگن علاوه بر افزایش بهره‌وری از مزایا و تأثیرات مفید اشتغال‌زایی بلندمدت نیز بهره‌مند شویم.
نظر شما