पैलेडियम पाउडरकाले पाउडर कणों के साथ एक रासायनिक पदार्थ है। आणविक सूत्र पीडी, सीएएस 7440-05-3। पैलेडियम कार्बन एक उत्प्रेरक है, जो सभी कार्बनिक सॉल्वैंट्स और एसिड समाधानों में अघुलनशील है। यह सक्रिय कार्बन पर धातु पैलेडियम को लोड करके बनाया जाता है, और इसका मुख्य कार्य असंतृप्त हाइड्रोकार्बन या सीओ के हाइड्रोजनीकरण को उत्प्रेरित करना है। पैलेडियम कार्बन में उच्च हाइड्रोजनीकरण की कमी, अच्छी चयनात्मकता, स्थिर प्रदर्शन, उपयोग में छोटे फ़ीड अनुपात, दोहराने योग्य उपयोग और आसान वसूली की विशेषताएं हैं। यह व्यापक रूप से पेट्रोकेमिकल उद्योग, दवा उद्योग, इलेक्ट्रॉनिक उद्योग, स्पाइस उद्योग, डाई उद्योग और अन्य ठीक रसायनों की हाइड्रोजनीकरण कमी शोधन प्रक्रिया में उपयोग किया जाता है।
रासायनिक सूत्र |
पी.डी. |
सटीक द्रव्यमान |
106 |
आणविक वजन |
106 |
m/z |
106 (100.0%), 108 (96.8%), 105 (81.7%), 110 (42.9%), 104 (40.8%), 102 (3.7%) |
मूल विश्लेषण |
पीडी, 100.00 |
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पैलेडियम कार्बन (पीडी/सी) एक कुशल उत्प्रेरक है जो पल्लादियू धातु द्वारा सक्रिय कार्बन पर समर्थित है। इसके अद्वितीय भौतिक और रासायनिक गुण, जैसे कि उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र, उत्कृष्ट उत्प्रेरक गतिविधि और चयनात्मकता, इसे आधुनिक रासायनिक उद्योग में एक अपरिहार्य मुख्य सामग्री बनाती है।
1। हाइड्रोफाइनिंग
पैलेडियम पाउडरपेट्रोलियम रिफाइनिंग में हाइड्रोजनीकरण desulfurization (HDS), हाइड्रोजनीकरण denitrification (HDN), और हाइड्रोजनीकरण डिमेटलाइज़ेशन (HDM) के लिए एक प्रमुख उत्प्रेरक है। उदाहरण के लिए, टेरेफथालिक एसिड (पीटीए) को परिष्कृत करने की प्रक्रिया में, पल्लादियू कार्बन कुशलता से xylene के ऑक्सीकरण उत्पादों में अशुद्धियों की हाइड्रोजनीकरण में कमी को कम कर सकता है, 4-कार्बोक्सबेनज़ाल्डिहाइड (4-CBA) को आसानी से अलग-अलग अल्कोहल में परिवर्तित कर सकता है, जो PTA की शुद्धता को 99.9%से अधिक है।
डेटा समर्थन: वैश्विक पीटीए उत्पादन क्षमता का 80% से अधिक पेलादियू कार्बन उत्प्रेरक प्रौद्योगिकी को अपनाता है, और एक एकल इकाई प्रति वर्ष लगभग 5-10 टन पल्लादियू कार्बन उत्प्रेरक की खपत करती है।
2। असंतृप्त हाइड्रोकार्बन हाइड्रोजनीकरण
पैलेडियम कार्बन ओलेफिन और एल्किन के हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाओं में उच्च चयनात्मकता प्रदर्शित करता है।
उदाहरण के लिए, एथिलीन उत्पादन में, एसिटिलीन को पल्लीडियू कार्बन कैटालिसिस के माध्यम से एथिलीन के लिए चुनिंदा रूप से हाइड्रोजनीकृत किया जा सकता है, एथेन का उत्पादन करने के लिए अत्यधिक हाइड्रोजनीकरण से बचने और एथिलीन की उपज को 15% -20% तक बढ़ाने के लिए।
तकनीकी लाभ: पारंपरिक लिंड्रा उत्प्रेरक की तुलना में, पल्लादीयू कार्बन कम तापमान (50-100 डिग्री) और कम दबाव (1-5 एमपीए) पर कुशल रूपांतरण प्राप्त कर सकता है, जिससे ऊर्जा की खपत 30%से अधिक हो जाती है।
3। सुगंधित यौगिकों का हाइड्रोजनीकरण
पैलेडियम कार्बन बेंजीन और नेफथलीन जैसे सुगंधित हाइड्रोकार्बन के हाइड्रोजनीकरण को उत्प्रेरित कर सकता है। उदाहरण के लिए, साइक्लोहेक्सेन के लिए बेंजीन हाइड्रोजनीकरण की प्रक्रिया में, पैलेडियम कार्बन उत्प्रेरक प्रतिक्रिया तापमान को 300 डिग्री से 150 डिग्री तक कम कर देता है, 10 एमपीए से 3 एमपीए तक का दबाव, और साइक्लोहेक्सेन की चयनात्मकता 99%से अधिक तक पहुंच जाती है।
1। चिरल ड्रग सिंथेसिस
पल्लादियू कार्बन द्वारा उत्प्रेरित असममित हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रिया चिरल दवा संश्लेषण के लिए मुख्य प्रौद्योगिकियों में से एक है। उदाहरण के लिए, एंटीडिप्रेसेंट पैरॉक्सिटीन के संश्लेषण में, केटोन यौगिकों के पल्लादियू कार्बन उत्प्रेरित असममित हाइड्रोजनीकरण 99.5%के एक एनेंटिओमेरिक अतिरिक्त (ईई मूल्य) के साथ चिरल अल्कोहल मध्यवर्ती का उत्पादन करता है, जो बाद में अलगाव लागत को काफी कम कर देता है।
केस: फाइजर ने पल्लादियू कार्बन कैटेलिटिक तकनीक को अपनाने के बाद, पैरॉक्सिटाइन का वार्षिक उत्पादन 50 टन से बढ़कर 200 टन हो गया, और प्रति टन लागत में 40%की कमी आई।
2। हेटेरोसाइक्लिक यौगिकों का निर्माण
पैलेडियम कार्बन सीएन और सीओ बॉन्ड के गठन को उत्प्रेरित कर सकता है, और इंडोल और पाइरिडीन जैसे हेटेरोसाइक्लिक संरचनाओं का निर्माण कर सकता है।
उदाहरण के लिए, एंटी-ट्यूमर ड्रग इमैटिनिब के संश्लेषण में, पल्लडियू कार्बन ने एनिलिन और क्लोरोपाइरिडिन की युग्मन प्रतिक्रिया को 60% से बढ़ाकर 92% तक बढ़ा दिया, और प्रतिक्रिया का समय 24 घंटे से 4 घंटे तक छोटा कर दिया गया।
तकनीकी सफलता: नैनो पल्लादीयू कार्बन उत्प्रेरक (कण आकार 2-5 एनएम) के अनुप्रयोग के माध्यम से, प्रतिक्रिया गतिविधि 3 गुना बढ़ जाती है और उत्प्रेरक खुराक 80%कम हो जाती है।
3। दवा मध्यवर्ती की शुद्धि
पैलेडियम कार्बन का उपयोग जहरीले समूहों जैसे कि हैलोजेन और नाइट्रो समूहों को दवा के मध्यवर्ती से हटाने के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एंटीबायोटिक सेफट्रैक्सोन के संश्लेषण में, पल्लादियू कार्बन ने मध्यवर्ती से क्लोरीन परमाणुओं को हटाने के लिए उत्प्रेरित किया, जिसके परिणामस्वरूप एफडीए मानकों को पूरा करते हुए, 95% से 99.9% तक उत्पाद शुद्धता में वृद्धि हुई।
1। अर्धचालक सामग्री की तैयारी
पैलेडियम कार्बन कैटेलिटिक केमिकल वाष्प जमाव (सीवीडी) प्रक्रिया उच्च शुद्धता वाले सिलिकॉन-आधारित पतली फिल्मों को तैयार करने की कुंजी है। उदाहरण के लिए, सौर सेल कोटिंग में, पैलेडियम कार्बन एक समान और घने अनाकार सिलिकॉन पतली फिल्मों को उत्पन्न करने के लिए सिलेन (SIH ₄) के अपघटन को उत्प्रेरित करता है, जिससे फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण दक्षता 5% -8% तक बढ़ जाती है।
डेटा: वैश्विक फोटोवोल्टिक उद्योग सालाना लगभग 200 टन पैलेडियम कार्बन उत्प्रेरक का उपभोग करता है, इलेक्ट्रॉनिक उद्योग के 60% से अधिक उपयोग के लिए लेखांकन।
2। प्रवाहकीय पेस्ट का उत्पादन
पैलेडियम कार्बन, एक प्रवाहकीय चरण योज्य के रूप में, चांदी के पेस्ट और तांबे के पेस्ट की चालकता और आसंजन को काफी बढ़ा सकता है। उदाहरण के लिए, टच स्क्रीन इलेक्ट्रोड के निर्माण में, 0.5% पैलेडियम कार्बन सिल्वर पेस्ट जोड़ने से संपर्क प्रतिरोध को 10 of · सेमी तक कम हो सकता है और सेवा जीवन को 100000 से अधिक बार बढ़ा सकता है।
तकनीकी लाभ: पैलेडियम कार्बन में शुद्ध से बेहतर ऑक्सीकरण प्रतिरोध होता हैपैलेडियम पाउडर, और चांदी के कण एकत्रीकरण को रोक सकते हैं और उच्च तापमान वाले सिंटरिंग (300-500 डिग्री) के दौरान प्रवाहकीय नेटवर्क की स्थिरता को बनाए रख सकते हैं।
इलेक्ट्रॉनिक गैस शोधन
पैलेडियम झिल्ली (मोटाई 0.1-0.5 μ मीटर) हाइड्रोजन शुद्धि के लिए मुख्य सामग्री है। उदाहरण के लिए, सेमीकंडक्टर ग्रेड हाइड्रोजन गैस (9 एन स्तर) के उत्पादन में, पल्लादियू झिल्ली चुनिंदा रूप से विघटन प्रसार तंत्र के माध्यम से हाइड्रोजन अणुओं में प्रवेश करती है, जो कि सीओ और सीओ ₂ जैसे पीपीबी स्तर तक अशुद्धियों को दूर कर सकती है, चिप निर्माण की आवश्यकताओं को पूरा करती है।
बाजार: वैश्विक पल्लादीयू झिल्ली बाजार का आकार 500 मिलियन अमेरिकी डॉलर से अधिक है, जिसमें 12%की वार्षिक वृद्धि दर है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से 12 इंच वेफर उत्पादन लाइनों में किया जाता है।
1। अपशिष्ट जल उपचार
पैलेडियम कार्बन उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण प्रौद्योगिकी कुशलतापूर्वक कार्बनिक प्रदूषकों को नीचा कर सकती है। उदाहरण के लिए, मुद्रण और रंगाई के अपशिष्ट जल के उपचार में, एनिलिन के लिए नाइट्रोबेंजीन की पल्लीडीयू कार्बन उत्प्रेरित हाइड्रोजनीकरण में कमी 95%से अधिक की सीओडी हटाने की दर को प्राप्त करती है, और प्रतिक्रिया का समय पारंपरिक जैविक तरीकों में 72 घंटे से 2 घंटे तक छोटा हो जाता है।
केस: एक रासायनिक औद्योगिक पार्क में पल्लादियू कार्बन कैटेलिटिक तकनीक को अपनाने के बाद, अपशिष्ट जल उपचार की लागत 50 युआन प्रति टन से घटकर 15 युआन हो गई, जिससे वार्षिक परिचालन खर्चों में 10 मिलियन से अधिक युआन की बचत हुई।
2। अपशिष्ट गैस शुद्धि
पैलेडियम कार्बन समर्थित उत्प्रेरक ऑटोमोबाइल निकास के लिए तीन-तरफ़ा उत्प्रेरक (TWC) का मुख्य घटक है।
उदाहरण के लिए, राष्ट्रीय VI मानक गैसोलीन वाहनों में, सीओ, एचसी और एनओएक्स के लिए पल्लादियू कार्बन कैटालिसिस की रूपांतरण दक्षता क्रमशः 98%, 95%और 90%तक पहुंचती है, क्रमशः उत्सर्जन सीमा आवश्यकताओं को पूरा करती है।
तकनीकी प्रवृत्ति: पल्लडियू की कीमतों में वृद्धि के साथ, पैलेडियम रोडियम प्लैटिनम टर्नरी मिश्र धातु उत्प्रेरक का विकास उद्योग में एक गर्म विषय बन गया है, जो पैलेडियम के उपयोग को 30% -50% तक कम कर देता है।
3। मिट्टी का उपचार
पैलेडियम कार्बन उत्प्रेरक कमी प्रौद्योगिकी भारी धातु दूषित मिट्टी को हटा सकती है। उदाहरण के लिए, हेक्सावलेंट क्रोमियम दूषित स्थलों के उपचार में, पल्लादियू कार्बन कार्बन कैटलिज्ड आयरन पाउडर में सीआर (VI) की कमी (III) में विषाक्तता को 99% तक कम कर देता है और पारंपरिक रासायनिक तरीकों में 2 साल से रिमेडिएशन चक्र को 6 महीने तक कम कर देता है।
1। हाइड्रोजन ऊर्जा विकास
पैलेडियम कार्बन प्रोटॉन एक्सचेंज झिल्ली ईंधन कोशिकाओं (PEMFC) के लिए एक महत्वपूर्ण सामग्री है। उदाहरण के लिए, कैथोडिक ऑक्सीजन रिडक्शन रिएक्शन (ORR) में, पैलेडियम कार्बन समर्थित उत्प्रेरक बैटरी के बिजली घनत्व को 1.5 w/सेमी β तक बढ़ा सकते हैं और अपने जीवनकाल को 5000 घंटे से अधिक तक बढ़ा सकते हैं।
अनुसंधान और विकास प्रगति: एक पल्लादीयू नाइट्रोजन कार्बन (पीडी-एनसी) एकल परमाणु उत्प्रेरक का निर्माण करके, ओआरआर गतिविधि को 10 गुना बढ़ा दिया गया है और लागत में 60%की कमी आई है।
तरल कार्बनिक हाइड्रोजन वाहक
पैलेडियम कार्बन उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण/डिहाइड्रोजनेशन प्रतिक्रिया LOHC प्रौद्योगिकी का मूल है। उदाहरण के लिए, टोल्यूनि मिथाइलसाइक्लोहेक्सेन सिस्टम में, टोल्यूनि के पैलेडियम कार्बन कैटालिएज्ड हाइड्रोजनीकरण 6.5 wt% की ऊर्जा घनत्व और 99% की डिहाइड्रोजनेशन दक्षता के साथ हाइड्रोजन गैस को स्टोर कर सकता है, ऑन-बोर्ड हाइड्रोजन भंडारण की मांग को पूरा करता है।
बाजार की क्षमता: वैश्विक LOHC बाजार 2025 में $ 200 मिलियन से बढ़कर 2030 में $ 2 बिलियन हो गया है, जिसमें 58%की वार्षिक वृद्धि दर है।
बायोमास रूपांतरण
पैलेडियम कार्बन उत्प्रेरित लिग्निन डिपोलीमराइजेशन उच्च मूल्य वर्धित रसायनों का उत्पादन कर सकता है। उदाहरण के लिए, मकई स्टोवर के रूपांतरण में, पैलेडियम कार्बन लिग्निन के क्षरण को फेनोलिक यौगिकों जैसे कि वेनिलिन और सिरिंजाल्डिहाइड में उत्प्रेरित करता है, जिसमें पारंपरिक एसिड हाइड्रोलिसिस में 10% से 35% की वृद्धि होती है।
पर्यावरणीय लाभ: जीवाश्म ईंधन की तुलना में, बायोमास मार्ग कार्बन फुटप्रिंट को 70%तक कम करते हैं, कार्बन तटस्थता लक्ष्यों को पूरा करते हैं।
तैयार करने के लिए कई तरीके हैंपैलेडियम पाउडर, उत्प्रेरक विधि, क्षार धातु विधि, विद्युत रासायनिक विधि, आदि सहित,
कैटेलिटिक विधि, जिसे उत्प्रेरक कमी विधि के रूप में भी जाना जाता है, उत्प्रेरक की कार्रवाई के तहत परमाणु हस्तांतरण या प्रतिक्रिया उत्पादों के इंटरटोमिक बातचीत द्वारा पैलेडियम कार्बन यौगिकों को प्राप्त करने के लिए एक विधि को संदर्भित करता है। आम तौर पर, उत्प्रेरक ऑक्सीकरण की तैयारी के तरीके उत्प्रेरक में कमी, आयन विनिमय, उत्प्रेरक कमी आदि होते हैं। आम तौर पर, उत्प्रेरक ऑक्सीकरण को विलायक और परमाणु के बिना नोबल मेटल्स के परमाणु हस्तांतरण द्वारा किया जाता है, जो उत्प्रेरक की कार्रवाई के तहत परमाणु बातचीत और परमाणु हस्तांतरण के लिए होता है। इस पद्धति की लागत कम है। हालांकि, पैलेडियम आधारित धातु परमाणु अन्य महान धातु परमाणुओं के साथ पूरी तरह से आदान -प्रदान नहीं कर सकते हैं और उत्प्रेरक पर मौजूद हैं, जो प्लैटिनम आधारित धातु परमाणुओं और महान धातु परमाणुओं और यौगिकों के गठन और हस्तांतरण के बीच संयोजन को प्रभावित करता है।
क्षार धातु विधि को क्षार धातु विधि भी कहा जाता है। यह क्षार धातुओं और प्लैटिनम समूह तत्वों की रासायनिक प्रतिक्रिया द्वारा पैलेडियम यौगिकों को तैयार करने की विधि को संदर्भित करता है। क्षार धातु विधि, जिसे क्षारीय धातुकरण विधि के रूप में भी जाना जाता है, पैलेडियम कार्बन यौगिकों को प्राप्त करने के तरीकों में से एक है, जो कीमती धातु सोडियम (NACL) को प्रतिक्रिया देकर पैलेडियम यौगिकों में अन्य धातु लवणों के साथ प्लैटिनम परमाणुओं की एक बड़ी संख्या में होती है, जो उन्हें प्लेटिनम समूह के तत्वों और प्लेटिनम आधारित यौगिकों में परिवर्तित करने के लिए। क्षार धातु विधि हल्के प्रतिक्रिया की स्थिति के तहत उत्प्रेरक के बिना उच्च शुद्धता गहने का उत्पादन कर सकती है; हालांकि, उच्च रासायनिक प्रतिक्रिया तापमान (आमतौर पर 200 ~ 300 डिग्री) और बड़ी मात्रा में उत्प्रेरक (आमतौर पर प्लैटिनम समूह तत्वों के 90% से अधिक के लिए लेखांकन) के कारण, उच्च शुद्धता गहने शरीर तैयार नहीं किया जा सकता है।
इलेक्ट्रोकेमिकल विधि एक ऐसी विधि है जो प्लैटिनम समूह तत्वों को पैलेडियम ऑक्साइड उत्पन्न करने के लिए उत्प्रेरक या धातु आयनों के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए रासायनिक प्रतिक्रिया का उपयोग करती है। सामान्य तौर पर, इलेक्ट्रोकेमिकल विधि इलेक्ट्रोड पर प्लैटिनम (जैसे एयू, सीयू, आदि) युक्त धातु आयनों पर प्रतिक्रिया करने के लिए एक इलेक्ट्रोकेमिकल रिएक्टर का उपयोग करना है। उत्प्रेरक सीधे प्रतिक्रिया में भाग लेता है, जबकि प्लैटिनम आधारित यौगिकों को उनकी मजबूत reducibility के कारण प्लैटिनम यौगिकों में कम कर दिया जाता है, लेकिन इस प्रतिक्रिया से धातु आयनों द्वारा प्लैटिनम आधारित यौगिकों का क्षरण होगा, जिसके लिए सुरक्षा के लिए इलेक्ट्रोलाइट को जोड़ने की आवश्यकता होती है। इस पद्धति में दो बाधाएं भी हैं: कम अभिकारक एकाग्रता (केवल 1-3 ग्राम/एल) और कम उपज (केवल 1%)। हालांकि, इस पद्धति द्वारा कई प्रकार के पैलेडियम यौगिक प्राप्त किए जा सकते हैं।
पैलेडियम कार्बन यौगिकों के कार्बनिक संश्लेषण में, धातु आयनों को आमतौर पर विभिन्न रासायनिक संबंधों के माध्यम से प्लैटिनम परमाणुओं और पैलेडियम परमाणुओं को उत्पन्न करने के लिए उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है। पैलेडियम परमाणु मुख्य रूप से पैलेडियम उत्प्रेरक के दो साइड चेन पर बनते हैं। इसके अलावा, पैलेडियम कार्बन यौगिक भी कुछ धातु आयनों के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं ताकि परिस्थितियों को कम करने के तहत कार्बन तत्व के साथ अपूर्ण प्रतिक्रिया के माध्यम से अन्य यौगिकों का निर्माण किया जा सके, इस प्रकार अन्य यौगिकों को तैयार किया जा सके। उदाहरण के लिए, ट्राइथेनोलामाइन प्राप्त करने के लिए प्लैटिनम एल्केन को कम किया जाता है; इथेनोलामाइन को पटेन इथेनोलामाइन एक्रिलामाइड की अपूर्ण प्रतिक्रिया द्वारा प्राप्त किया गया था; पैलेडियम एल्केन को प्लैटिनम एल्केन इथेनोलामाइन एक्रिलामाइड की अपूर्ण प्रतिक्रिया द्वारा प्राप्त किया गया था;पैलेडियम पाउडरप्लेटिनम एल्केन एक्रिलामाइड की अपूर्ण प्रतिक्रिया द्वारा प्राप्त किया गया था; पीटी पीडी को पटेन एक्रिलामाइड की अपूर्ण प्रतिक्रिया द्वारा प्राप्त किया गया था। इन प्रतिक्रियाओं में, कुछ छोटे उत्पाद या मध्यवर्ती उत्पाद जैसे पैलेडियम प्लैटिनम एनामाइड एक्रिलामाइड (पीवीडीएफ) या सुगंधित हाइड्रोकार्बन का भी उत्पादन किया जाएगा।
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